Экофизиология накопительной культуры, выделенной из термального источника Уро (Прибайкалье, Республика Бурятия)

В Бурятии широко распространены термальные источники, содовые озера, в которых основу микробного мата составляют цианобактерии. В термальных источниках главными физико-химическими факторами среды, оказывающим влияние на состав и распространение микробных сообществ, являются температура и рН.

Исследования модельных экосистем накопительных культур, получаемых из природных местообитаний, позволяет выявить закономерности влияния переменных факторов среды на скорость роста и соотношение видов.

Целью работы было изучение влияния температуры и различных рН на рост накопительной культуры, выделенной из гидротермы Уро.

Материалы и методы

Пробы для получения накопительной культуры были отобраны из микробного мата источника Уро в 2002 г.

Для получения активных накопительных культур цианобактерий была выбрана среда Кастенхоль-ца [Определитель бактер, 1990] следующего состава (мг/л): NaHCO 3 -0,1, K 2 HPO 4 -0,1, NaNO 3 -0,6, NaCl-0,008, MgSO 4 *7H 2 O-0,1, CaCl 2 (10%)-0,5, FeCl 3 -0,28, Na 2 SiO 3 -0,2 и микроэлементы-1 мл. Идентификацию видовой принадлежности цианобактерий проводили на основании морфологических признаков по определителю Komarek K.A. (2005) с помощью светового микроскопа Axiostar plus (Karl Zeiss). Для выявления оптимальных параметров роста были проведены лабораторные эксперименты по выращиванию их при различных температурах и рН [Федоров, Карауш, 1974]. Диапазон изменяемых величин был побран с учетом физико-химических характеристик источника Уро. Для культивирования были подобраны температурные условия от 25,0 до 65,0.

Для определения температурных оптимумов роста стандартные количества клеточных суспензий выращивали в пробирках на градиентном термостате при освещенности 2000лк. Эксперимент проводили в двух повторностях. Для определения границ гало – и алкалотолерантности накопительной культуры были проведены лабораторные эксперименты в градиенте рН от 7 до 10.

рН устанавливали карбонатным-бикарбонатным буфером. Рост культур отмечали визуально и по изменению оптической плотности клеточных суспензий. Биомасса (прирост) измерялась в относительных единицах на приборе на спектрофотометре Cecil 1021 при длине волны 590 нм. Для построения кривых роста и выхода биомассы были вычислены средние арифметические по результатам измерений, полученных в двух повторностях.

Результаты исследования

Уринский источник расположен в Баргузинском районе Республики Бурятия в бассейне реки Уро (левого притока реки Баргузин) по левому берегу ручья Лиственничного в 1,3 км от его устья. Выходы расположены в нескольких, хаотично расположенных местах. На термальной площадке насчитывается более 30 выходов, при этом выделяются три линии разгрузки термальных вод: первая с температурой 64-67,5оС, вторая 45-68оС, третья 25-45оС. Источник относится к гидрокарбонатно-сульфатно-натриевому типу. Во время исследования температура воды на изливах составляла от 38 до 69оС, рН 8,8-10. Из пробы, отобранного из Уринского источника при температуре 40оС, была выделена накопительная культура.

Таблица 1

Средние значения оптической плотности накопительной культуры при различных температурах

	25оС	30оС	35оС	40оС	45оС	50оС	55оС	60оС	65оС
1	0,230	0,190	0,140	0,220	0,130	0,180	0,190	0,230	0,140
3	0,260	0,230	0,200	0,210	0,180	0,230	0,200	0,150	0,100
6	0,220	0,340	0,230	0,230	0,220	0,270	0,150	0,100	0
9	0,320	0,430	0,320	0,310	0,360	0,200	0	0	0
12	0,250	0,250	0,340	0,320	0,250	0	0	0	0
15	0,230	0,275	0,450	0,440	0,230	0	0	0	0
18	0,300	0,280	0,470	0,480	0,200	0	0	0	0
Итого	0,260	0,285	0,307	0,320	0,224	0,220	0,180	0,160	0,120

Верхний предел развития накопительной культуры в лабораторных условиях был равен 65оС. Накопительная культура имеет ярко выраженный оптимум роста при температурах 35- 40оС.

Оптическая плотность

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

7-8             8-9            9-10        10 и более рН

Рис .1. Рост накопительной культуры при различных значениях рН

Наилучший рост культуры отмечен при рН 9-10. Максимальные значения оптической плотности обнаружены при рН 9-10, а минимальные значения оптической плотности – при рН 8-9.

Щелочные значения рН являются оптимальными для роста накопительной культуры, выделенной из термального источника Уро. Низкие значения рН оказывали неблагоприятное воздействие на рост культуры. На 15 сутки рост культуры полностью прекращались.

Таблица 2

Средние значения оптической плотности при различных значениях рН в накопительной культуре

Сутки/ рН	7-8	8-9	9-10	10 и более
1	0,120	0,140	0,180	0,160
3	0,250	0,220	0,290	0,300
6	0,270	0,220	0,310	0,350
9	0,200	0,180	0,330	0,430
12	0,150	0	0,550	0,570
15	0	0	0,600	0,760
18	0	0	0,810	0,650

Итого 0,198     0,190     0,470     0,460

Оптическая плотность

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

7-8

8-9           9-10        10 и более

рН

рН.

Рис .2. Рост накопительной культуры при различных значениях

При микроскопировании в данной накопительной культуре обнаружено 3 вида. В конце эксперимента доминировал один вид цианобактерий, отнесен по морфологическим характеристикам к роду Phormidium.

Выводы :

• 1.    Полученные результаты показали, что накопительная культура имела оптимумы развития, близкие или соответствующие природным условиям их обитания.

• 2.    Накопительная культура имеет оптимумы развития при рН 9-10 и температуре 35-40^оС.