Diversity of cultivated heterotrophic bacteria selected from surface waters of the Vostok Bay of the Japanese Sea

Julia Sergeevna Golozubova; Голозубова Юлия Сергеевна; Lyubov Stepanovna Buzoleva; Бузолева Любовь Степановна; Elena Aleksandrovna Bogatyrenko; Богатыренко Елена Александровна; Alexandra Vyacheslavovna Kim; Ким Александра Вячеславовна; Alena Igorevna Eskova; Еськова Алена Игоревна

doi:10.17816/snv201764106

Разнообразие культивируемых гетеротрофных бактерий, выделенных из поверхностных вод бухты Восток Японского моря

Авторы: Голозубова Ю.С.¹, Бузолева Л.С.¹, Богатыренко Е.А.¹, Ким А.В.¹, Еськова А.И.¹
Учреждения:
1. Дальневосточный федеральный университет
Выпуск: Том 6, № 4 (2017)
Страницы: 32-35
Раздел: 03.02.00 – общая биология
URL: https://snv63.ru/2309-4370/article/view/22230
DOI: https://doi.org/10.17816/snv201764106
ID: 22230

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Полный текст
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

В данной статье рассматривается таксономический состав культивируемых гетеротрофных микроорганизмов поверхностных вод бухты Восток залива Петра Великого Японского моря. В бухте Восток общая численность гетеротрофных микроорганизмов составила 2,03–10⁵ КОЕ/мл, что позволяет отнести эти морские воды к мезосапробным. Микроорганизмы, выделенные из данной прибрежной акватории, представлены 4 филумами. Среди культивируемых микроорганизмов доминировали представители филума Proteobacteria, на долю которых пришлось более 50% от всего таксономического разнообразия культивируемых бактерий бухты Восток. Также были выделены бактерии филумов Bacteroidetes, Firmicutes и Actinobacteria. Таксономическое разнообразие сообщества бухты Восток было представлено 14 родами. На основании фенотипических признаков культивируемые гетеротрофные бактерии отнесены к Rhodococcus sp., Micrococcus sp., Actynomycetes sp., Bacillus sp., Sarcina sp., Pseudomonas sp., Acinetobacter sp., Arthrobacter sp., Vibrio sp., Halomonas sp., Flavobacterium sp., Acetobacter sp., Marinococcus sp., Pseudoalteromonas sp., Aeromonas sp., и Staphylococcus sp. Санитарно-показательные бактерии в данной бухте не были выявлены, что свидетельствует о незначительном антропогенном влиянии. Таким образом, бухта Восток действительно испытывает незначительный рекреационный стресс отдыхающих, что отражается на составе морского микробного сообществ.

Ключевые слова

культивируемые гетеротрофные микроорганизмы, таксономический состав, сообщество, антропогенное загрязнение, морские микроорганизмы, экологический мониторинг, Японское море, залив Петра Великого, залив Восток, санитарно-показательные микроорганизмы

Полный текст

Актуальность исследований

Результатом возрастающей антропогенной нагрузки на гидросферу являются значительные экологические изменения, происходящие в первую очередь в прибрежных акваториях. За последние годы многие акватории залива Петра Великого начали утрачивать свою былую ценность промысловых и рекреационных зон, так как прибрежные воды давно стали местом сброса загрязняющих веществ и активной хозяйственной деятельности [1]. В оценке качества морской среды микробная индикация является наиболее адекватной среди методов биологического контроля, позволяющий оценить характер загрязнения морской среды [2]. Микроорганизмы обладают высокой экологической пластичностью в силу уникальных физиолого-биохимических и генетических особенностей, обладают высокой скоростью размножения и роста и также имеют возможность трансформировать все существующие в природе органические соединения [3; 4]. Микроорганизмы, являясь звеном в пищевой цепочке, играют важную роль и определяют своим составом состав макрофитов. Многие виды микроорганизмов являются аллохтонными, привнесенными с речным стоком или органическим веществом. Однако существуют и истинно морские виды микроорганизмов, такие как Vibrio, Alcaligenes, Marinomonas и другие [5]. В поверхностных слоях океана бактерии находятся в сообществе полного состава, т.е. в этих слоях воды присутствует водоросли, создающие первичную продукцию и гетеротрофные микроорганизмы [6].

С 1990-х гг. получил развитие микробиологический контроль загрязнения вод залива Петра Великого, что было обусловлено изменением экологической ситуации в регионе [7]. В эти же годы возрос интерес к слабо загрязнённым акваториям (заливы Восток, Посьета, бухта Киевка и др.), обусловленный как научными, так и коммерческими целями.

Долгое время залив Восток считали одной из наиболее чистых акваторий, поскольку в него поступает менее 0,1% общего объема сточных вод, сбрасываемых в залив Петра Великого [8]. Часть акватории залива Восток, охраняется Государственным природным комплексным морским заказником «Залив Восток»; на морской биологической станции «Восток» Института биологии моря ДВО РАН, расположенной на берегу этого залива, более 30 лет ведется изучение морской биоты залива Петра Великого. Однако, использование прибрежных зон в рекреационных целях в летнее время повышает темп поступления органических загрязняющих веществ морскую среду и приводит к появлению в морской среде микроорганизмов, не свойственные типичным морским микробным сообществам Японского моря [9; 10].

К настоящему времени, большинство микробиологических исследований бухты Восток рассматривают только сезонную изменчивость ОМЧ гетеротрофных бактерий, физиолого-трофических групп, энтеробактерий в морcкой воде [11–15]. Естественные флуктуации в морских биоценозах происходят непрерывно, однако, антропогенная деятельность приводит к изменению состава и структуру морских микробных сообществ. Таким образом, целью данной работы стало охарактеризовать таксономическое разнообразие культивируемых гетеротрофных бактерий, входящих в состав микробиоценоза бухты Восток.

Материал и методы исследований

Материалом для исследования послужили пробы поверхностных вод бухты Восток, отобранные в августе 2015 (рис. 1.) Пробу морской воды отбирали шприцем на глубине 15–20 см в пластиковый шприц (V=20 мл) и обрабатывали в течение 3–6 часов. Посев проб воды производился методом последовательных разведений с высевом на поверхность среды СММ (питательная среда для морских микроорганизмов) [16]. Инкубировали в течение 2-х суток при комнатной температуре, а затем производили подсчет выросших колониеобразующих единиц (КОЕ). Следующим этапом работы стало изучение фенотипических свойств полученных бактериальных изолятов. Морфологию клеток и колоний, подвижность, наличие спорообразования, физиолого-биохимические признаки, окраску по Граму, культуральные свойства учитывали в соответствии с классическими микробиологическими методами [17]. Идентификацию проводили с помощью определителя Берджи [18].

Рисунок 1 – Карта-схема района исследования. 1 – залив Восток (бухта Восток)

Результаты исследований и их обсуждение

В бухте Восток общая численность гетеротрофных микроорганизмов составила 2,03–10⁵ КОЕ/мл, что согласуется с литературными данными [8] и позволяет отнести эти морские воды к мезосапробным.

Таксономическое разнообразие сообщества бухты Восток было представлено 14 родами (рис. 2). Среди культивируемых бактерий доминировали бактерии филума Proteobacteria, на долю которых пришлось более 50% от всего биоразнообразия культивируемых бактерий бухты Восток. Также были выделены бактерии филумов Bacteroidetes, Firmicutes и Actinobacteria.

Рисунок 2 – Таксономическое разнообразие культивируемых морских микроорганизмов бухты Восток

Согласно таксономической систематики, культивируемые гетеротрофные бактерии, выделенные из бухты Восток были отнесены к отделам: Proteobacteria (Acinetobacter, Halomonas, Pseudomonas, Vibrio, Alteromonas, Pseudoalteromonas, Acetobacter), Firmicutes (Bacillus, Staphylococcus, Sarcina), Actinobacteria (Actinomyces, Rhodococcus, Micrococcus, Arthrobacter), Bacteroides – Flavobacterium.

Санитарно-показательные бактерии в данной бухте не были выявлены, что свидетельствует о незначительном уровне антропогенного пресса.

Таким образом, бухта Восток действительно испытывает незначительный рекреационный стресс отдыхающих, что отражается на составе морского микробного сообществ.