Содержание хлорофилла а и разнообразие цианобактерий в микробных матах гидротерм Бурятии
Журнал: Вестник Бурятского государственного университета. Философия @vestnik-bsu
Рубрика: Микробиология
Статья в выпуске: 4, 2013 года.
Бесплатный доступ
В микробных матах термальных источников Бурятии содержание хлорофилла а достигает 6,66 - 695,0 мг/м 2. Источники характеризуются большим разнообразием цианобактерий, выявлено 10 родов и 25 видов цианобактерий.
Похожие статьи в разделе Материальные основы жизни. Биохимия. Молекулярная биология. Биофизика
Короткий адрес: https://sciup.org/148181853
IDS: 148181853 | УДК: 577.472.
Content of the chlorophyll а and variety of cyanobacteria in microbial mats of hydroterms of Buryatia
Content of the chlorophyll a reaches 6,66-695 mg/m 2. Springs are characterized by a big variety of cyanobacteria. 10 genera and 25 species of cyanobacteria is identified.
Текст научной статьи Содержание хлорофилла а и разнообразие цианобактерий в микробных матах гидротерм Бурятии
Термальные источники являются местом активной деятельности микробных сообществ. Структура и функциональное разнообразие микробного сообщества минеральных источников во многом зависят от физико-химических условий: температуры, pH, окислительновосстановительных условий среды, химического состава воды.
Спектрофотометрический анализ концентрации хлорофилла а и бактериохлорофиллов в природных образцах является эффективным методом оценки распространения цианобактерий в природе и продуктивности экосистемы [3].
Целью работы является изучение разнообразия цианобактерий и содержания хлорофилла а.
Непосредственно на месте отбора проб измеряли температуру и pH. Температуру измеряли сенсорным электротермометром Prima (Португалия), pH-среды - потенциометрическим рН-метром (рНер2, Португалия). Пробы воды, микробных матов, донных осадков и илов отбирали в стерильные емкости. Для определения видового состава цианобактерий пробы фиксировали 4%-м формалином, для оценки содержания хлорофилла а пробы фиксировали глицерином. В лаборатории хлорофилл а определяли спектрофотометрически. Для расчетов использовали уравнение Джеффри и Хамфри [4], которое учитывает одновременное присутствие в пробе хлорофиллов а, в, с1+с2\
[Chi а] = 11.85 А664- 1.54 А647 - 0.08 А630
В уравнении из значений оптической плотности предварительно вычли показания при 750 нм. Затем значение, полученное через уравнение, вставили в итоговую формулу, где v - объ
ем растворителя в мл, L - толщина кюветы в см: С (мкг/образец) = [Chi] v (мл/Lcm).
Микроскопирование цианобактерий проводили с помощью микроскопов МБИ-15 (Россия), PZO (Польша) и Axiostar plus (Carl Zeiss, Германия). Определение таксономической принадлежности цианобактерий на основании морфологических признаков проводили по Еленкину, Голлербаху [3, 4] и уточняли по Комареку и Анагностидису [2, 5].
Объектами исследований являлись термальные источники Бурятии: Алла, Кучигер, Умхей, Гарга, Уро, Гусиха (Баргузинская котловина) и Горячинск (побережье оз. Байкала). Пробы микробных матов были отобраны в августе 2012 г.
Важнейшим экологическим фактором, влияющим на формирование микробных сообществ гидротерм, является температура [3]. Исследованные термальные источники на выходах характеризовались различной температурой - от 39,2 (Кучигер) до 72 °C (Гарга). pH варьировала от 7,9 (Гарга) до 9,95 (Умхей) (табл. 1).
Микробные маты развивались на изливе и горячих ручьях, характеризовались различной толщиной, консистенцией и разной окраской: от светло-, темно-зеленого до желто-зеленого, пурпурного, с белым налетом (табл. 1).
В результате работы были получены количественные характеристики содержания хлорофилла а в цианобактериальных матах. Анализ спектров in vivo микробных матов показывает, что в них доминирует хлорофилл а, что указывает на преобладание цианобактерий в составе мата (рис. 1, 2).
Таблица 1
Описание проб матов гидротерм Бурятии
|
Источник |
Станция |
T воды, °C |
Описание мата |
|
Алла |
А1-12-1 |
46 |
Пурпурный многослойный мат, местами на поверхности наблюдается желто-зеленый оттенок |
|
А1-12-2 |
н.о. |
Пурпурный мат, местами с белыми обрастаниями, рыхлый по консистенции |
|
|
А1-12-3 |
46 |
Зеленый цианобактериальный мат с розовым налетом, толщина 1 см |
|
|
А1-12-4 |
23 |
Темно-зеленый мат с серными обрастаниями, плотный по текстуре |
|
|
А1-12-6 |
H.O. |
Темно-зеленый мат с серным налетом, плотная по текстуре, толщина 1 см. |
|
|
Кучигер |
Ku-12-l |
39,2 |
Темно-зеленый цианобактериальный мат, вязкий по консистенции, толщина 0,5 см. |
|
Ku-12-2 |
37,5 |
Темно-зеленый цианобактериальный мат, вязкий по консистенции, толщина 0,5 см. |
|
|
Ku-12-3 |
H.O. |
Тонкий темно-зеленый цианобактериальный мат |
|
|
Умхей |
Um-12-1 |
48,5 |
Желто-зеленый цианобактериальный мат с растительными остатками |
|
Um-12-2 |
38 |
Тонкий темно-зеленый мат |
|
|
Um-12-3 |
18 |
Зеленый мат с серными включениями |
|
|
Um-12-4 |
41 |
Тонкий ярко-зеленый цианобактериальный мат |
|
|
Um-12-5 |
17,8 |
Тонкий темно-зеленый мат с белыми обрастаниями |
|
|
Гарта |
Ga-12-1 |
72 |
Трехслойный мат с плотной текстурой, 1 слой - желто-зеленый, 2 - бурый, 3 - бледно-молочный |
|
Ga-12-2 |
51 |
Цианобактериальный мат с плотной текстурой |
|
|
Ga-12-3 |
53,7 |
Цианобактериальный мат с плотной текстурой |
|
|
Ga-12-4 |
40 |
Цианобактериальный мат с плотной текстурой |
|
|
Уро |
Uro-12-1 |
56 |
Трехслойный мат плотной текстуры, 1 слой - желто-зеленый, 2- темнозеленый, 3 - пурпурный |
|
Uro-12-2 |
55 |
Многослойный цианобактериальный мат |
|
|
Uro-12-3 |
57 |
Пурпурный мат |
|
|
Uro-12-4 |
40 |
Темно-зеленый цианобактериальный мат |
|
|
Гусиха |
Gus-12-1 |
70,5 |
Тонкий мат молочного цвета |
|
Gus-12-2 |
66 |
Желто-зеленый мат |
|
|
Gus-12-3 |
67,5 |
Пурпурный+зеленый |
|
|
Gus-12-4 |
70 |
Желто-зеленый мат |
|
|
Gus-12-5 |
38 |
Зеленый цианобактериальный мат |
|
|
Горячинск |
Gor-12-1 |
51 |
Тонкий бледно-зеленый мат |
|
Gor-12-2 |
25 |
Цианобактериальный мат |
Примечание: н.о. - не определено
Среднее содержание хлорофилла а в источниках находилось в пределах 6,66-695,0 мг/м2 Максимальная концентрация хлорофилла а обнаружена в источнике Умхей при температуре 17,8 °C, что составляет 695,0 мг/м2 (табл. 2). Высокие значения содержания хлорофилла а связаны с массовым развитием цианобактерий в микробных матах. Так, при температурах 17,8 °C, 18 °C и 23 °C содержание хлорофилла а максимально (695,0 мг/м2; 444,8 мг/м2; 557,0 мг/м2 соответственно).
Таблица 2
|
Источник |
Станция |
Tводы, °C |
Сша,мг/м2 |
|
Алла |
АМ 2-1 |
46 |
69,2 |
|
АМ 2-2 |
- |
Н.О. |
|
|
АМ 2-3 |
46 |
203,25 |
|
|
АМ 2-4 |
23 |
557,0 |
|
|
АМ 2-6 |
- |
Н.О. |
|
|
Кучигер |
Ku-12-1 |
39,2 |
333,3 |
|
Ku-12-2 |
37,5 |
139,4 |
|
|
Ku-12-3 |
- |
236,7 |
|
|
Умхей |
Um-12-1 |
48,5 |
17,35 |
|
Um-12-2 |
38 |
553,9 |
|
|
Um-12-3 |
18 |
444,8 |
|
|
Um-12-4 |
41 |
6,66 |
|
|
Um-12-5 |
17,8 |
695,0 |
|
|
Гарта |
Ga-12-1 |
72 |
88,7 |
|
Ga-12-2 |
51 |
51,2 |
|
|
Ga-12-3 |
53,7 |
15,07 |
|
|
Ga-12-4 |
40 |
74,2 |
|
|
Уро |
Uro-12-1 |
56 |
- |
|
Uro-12-2 |
55 |
33,79 |
|
|
Uro-12-3 |
57 |
- |
|
|
Uro-12-4 |
40 |
71,1 |
|
|
Гусиха |
Gus-12-1 |
70,5 |
Н.О. |
|
Gus-12-2 |
66 |
28,15 |
|
|
Gus-12-3 |
67,5 |
Н.О. |
|
|
Gus-12-4 |
70 |
- |
|
|
Gus-12-5 |
38 |
96,7 |
|
|
Горячинск |
Gor-12-1 |
51 |
27,45 |
|
Gor-12-2 |
25 |
41,8 |
Примечание: н.о. - не определено, — хлорофилл а не обнаружен
Содержание хлорофилла а в термальных источниках Бурятии
Изученные микробные маты характеризовались большим разнообразием цианобактерий (табл. 3). Всего выявлено 10 родов и 25 видов цианобактерий. Формообразующими видами являлись Leptolyngbya, Phormidium (по 5 видов) и Gloeocapsa (4 вида), вторыми по распространенности были Synechococcus и Anabaena (по 3 вида) (табл. 3).
Таблица 3 Таксономический спектр цианобактерий источников Бурятии
|
Таксон/Станция |
Алла |
Кучигер |
Умхей |
Гарта |
Уро |
Гусиха |
Горячинск |
|
Anabaena variabilis |
+ |
||||||
|
Anabaena minutissima |
+ |
||||||
|
Anabaena contorta |
+ |
||||||
|
Calothrix sp. |
+ |
+ |
|||||
|
Gloeocapsa minor |
+ |
+ |
|||||
|
Gloeocapsa minuta |
+ |
+ |
+ |
+ |
|||
|
Gloeocapsa punctata |
+ |
||||||
|
Gloeocapsa turgida |
+ |
+ |
|||||
|
Leptolyngbya angustissima |
+ |
+ |
+ |
||||
|
Leptolyngbya foveolarum |
+ |
||||||
|
Leptolyngbya frigida |
+ |
+ |
+ |
||||
|
Leptolyngbya laminosa |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
||
|
Leptolyngbya tenuis |
+ |
||||||
|
Lyngbya contorta |
+ |
||||||
|
Microcystis firma |
+ |
+ |
|||||
|
Oscillotoria limosa |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
||
|
Phormidium foveolarum |
+ |
|
Phormidium laminosum |
+ |
+ |
+ |
||||
|
Phormidium luridum |
+ |
||||||
|
Phormidium molle |
+ |
+ |
|||||
|
Phormidium komarovii |
+ |
||||||
|
Phormidium angustissimum |
+ |
+ |
|||||
|
Spirulina caldaria |
+ |
||||||
|
Synechococcus bigranulatus |
+ |
+ |
+ |
+ |
|||
|
Synechococcus elongates |
+ |
+ |
|||||
|
Synechococcus lividus |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
||
|
Sunechocystis sp. |
+ |
||||||
|
Всего |
11 |
9 |
12 |
10 |
6 |
5 |
6 |
Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ № 12-04-р_сибирь_а, №12-04-31187-мол_а, Интеграционные гранты СО РАН № 5 и 94.
