МИКРОБИОЛОГИЯ, 2004, том 73, № 4, с. 567-570
= ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИ =
УДК582.282.23.017.7:577.152.3
ДРОЖЖЕЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА САПРОТРОФНЫХ БАКТЕРИЙ ИЗ ПРИРОДНЫХ МЕСТООБИТАНИЙ
© 2004 г. Т. Ф. Черняковская*, Т. Г. Добровольская**, И. П. Бабьева**
*Ярославский государственный педагогический университет, естественно-географический факультет **Факультет почвоведения Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова Поступила в редакцию 07.11.02 г.; после доработки 26.01.04 г.
Способность лизировать клеточные стенки дрожжей была проверена на коллекции бактерий (более 600 штаммов), выделенных из разных ярусов степных биогеоценозов (БГЦ) и зоогенных локу-сов (кишечника и экскрементов диплопод). Активные штаммы были обнаружены среди культур, изолированных из тех биотопов, где происходит активная деструкция растительных остатков -степные подстилки, содержимое кишечника и экскременты диплопод. Половина всех выявленных в этих биотопах штаммов бактерий проявили дрожжелитическую активность. Максимальное количество активных штаммов обнаружено среди бактерий родов Streptomyces, Promicromonospora, Oer-skovia, Agromyces. Впервые дрожжелитическая активность выявлена у актинобактерий родов Agro-myces, Mycobacterium и Micrococcus.
Ключевые слова: дрожжелитические бактерии, почвы, растения, зоогенные субстраты.
Одним из основных факторов, регулирующих состав и функционирование микробных сообществ в природных экосистемах, является взаимодействие между составляющими их популяциями. Эти взаимодействия могут быть как положительными, так и негативными. Вариантом проявления антагонистических взаимоотношений является выделение литических ферментов микроорганизмами одной группы, воздействующих на клетки микроорганизмов другой группы. Известно, что некоторые бактерии и актиномицеты способны лизировать клетки бактерий, дрожжей, грибной мицелий, так как обладают соответствующим набором ферментов, в том числе глюкозидазами, хитиназами, липазами [1-3].
Работы по изучению эколого-географическо-го распространения почвенных микроорганизмов разных групп, проводимые на каф. биологии почв факультета почвоведения МГУ, позволили выявить те биотопы и ярусы, где сосредоточено максимальное разнообразие бактерий и дрожжей. Для бактерий гидролитического комплекса - это лесные и степные подстилки, для дрожжей - живые и отмирающие части растений [4-6]. Кишечник и экскременты почвенных беспозвоночных животных оказались благоприятными локусами для размножения в них как бактерий, так и дрожжей [7, 8].
Целью настоящей работы было выявление дрожжелитической активности у широкого спектра бактерий, обитающих в выше перечисленных растительных и зоогенных субстратах.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Объектом исследований послужила коллекция бактерий, которая включала представителей 19 родов (628 штаммов), выделенных авторами по принципу отбора доминирующих групп из каждого яруса степных БГЦ, а также кишечника и экскрементов диплопод. Для проверки дрожжелити-ческих свойств бактерий были отобраны представители 7 видов дрожжей (по 5-7 штаммов каждого вида), выделенных из природных биотопов (перечень видов дан в табл. 2). Использовались также дрожжи из коллекции кафедры - Candida maltosa и Saccharomyces cerevisiae (по 5 штаммов каждого вида).
Дрожжелитическую активность бактерий определяли на агаризованной среде с дрожжевыми клетками в качестве единственного источника углерода. Культуры дрожжей выращивали на среде следующего состава (%): глюкоза - 3; (NH4)2SO4 -5; KH2PO4 - 0, 085; K2HPO4 - 0.015; Mg2SO4 • 7H2O -0.05; NaCl - 0.01; CaCl2 - 0.01; дрожжевой автоли-зат - 0.5. Инокулят дрожжей вносили в 200 мл среды, разлитой по колбам и помещали на качалку. Температура инкубации для различных представителей мезофилов составляла 26-28°C, для психрофилов 10°C, сроки инкубации 2-3 или 10-14 сут соответственно. К этому времени культуры дрожжей достигали стационарной фазы. Полученную жидкую культуру дрожжей центрифугировали, клетки промывали стерильной дистиллированной водой 2 раза. Промытую биомас-
568 ЧЕРНЯКОВСКАЯ и др.
Таблица 1. Дрожжелитическая активность бактерий разных родов*
Субстрат Роды бактерий Количество штаммов Доля активных штаммов, %
Филлоплана и пристеночное Micrococcus 30 27
сообщество диплопод Rhodococcus 36 0
Curtobacterium 4 0
Pseudomonas 20 0
Erwinia 15 0
Serratia 5 0
Plesiomonas 20 0
Vibrio 20 0
Ветошь и подстилки степных Promicromonospora 64 81
БГЦ, содержимое кишечника Streptomyces 40 85
и экскременты диплопод 111 68
Oerskovia
Mycobacterium 83 42
Cytophaga 20 25
Myxococcus 30 17
Cellulomonas 30 0
Почва Bacillus 56 54
Agromyces 12 75
Arthrobacter 30 0
* Количество и процент дрожжелитических бактерий подсчитаны на основе учета всех бактерий, у которых проявилось ли-тическое воздействие в отношении дрожжей, независимо от того, какой вид дрожжей они лизировали и на какие клетки дрожжей оказывали воздействие - живые или мертвые; 0 - литическая активность не обнаружена.
Таблица 2. Чувствительность дрожжей разных видов* к литическим ферментам бактерий
Oerskovia Promicromonospora Agromyces Bacillus
Debaryomyces vanriji
Lipomyces kononenkoae
Lipomyces tetrasporus
Phaffia rhodozyma
Cryptococcus albidus
Rhodotorula glutinis
Sporobolomyces roseus
Candida maltosa
Saccharomyces cerevisiae
* Было проверено по 5 штаммов дрожжей каждого вида (всего 45 штаммов), количество проверенных штаммов бактерий каждого рода см. в табл. 1.
0-20 20-50 50-70 70-100 Процент штаммов дрожжей, чувствительных к литическому воздействию бактерий.
су смешивали с расплавленным и остуженным до 40-60°С солевым агаром. Состав солевой основы (%): (Ш4)28 04 - 0.1; КН2Р04 - 0.1; Б04 • 7Н20 -0.05; агар - 2, рН 7.0. На 500 мл среды брали суспензию клеток из 12 колб, что составляло примерно 0.7-1% концентрацию биомассы дрожжей
в среде. Среду с убитыми клетками дрожжей готовили аналогично, но промытую суспензию клеток предварительно нагревали на водяной бане 10 мин при 80°С; 3-суточные культуры бактерий в виде суспензии наносили на поверхность среды репликатором. Чашки с посевом инкубировали при
ДРОЖЖЕЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА САПРОТРОФНЫХ БАКТЕРИЙ
569
24°C 14 сут. Регистрировали зоны просветления, т.е. лизиса суспендированных в толще агара дрожжевых клеток. О степени активности культур судили по размерам зон лизиса вокруг колоний бактерий - продуцентов литических ферментов.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Среди бактерий, выделенных с зеленых частей растений, а также со стенок пищеварительного тракта диплопод (пристеночное сообщество), доля активных дрожжелитических штаммов незначительна - 5%. Несколько выше их содержание в почве - 18%. Наиболее активные штаммы были выделены из степных подстилок, а также содержимого кишечников и экскрементов диплопод. Половина всех выявленных в этих биотопах бактерий проявили дрожжелитическую активность. Наибольшее количество активных штаммов обнаружено среди родов Streptomyces, Promicromono-spora, Oerskovia, Agromyces (табл. 1).
Максимальные зоны лизиса (до 8-10 мм) были обнаружены вокруг колоний бактерий родов Streptomyces и Agromyces. Впервые дрожжелити-ческая активность выявлена у актинобактерий родов Agromyces, Mycobacterium и Micrococcus, хотя зоны лизиса вокруг колоний микрококков не превышали 1 мм. Ни один из исследованных штаммов, принадлежащих к другим 5 родам бактерий актиномицетной линии, не обладал дрож-желитической активностью. Из грамотрицатель-ных бактерий литическое воздействие выявлено лишь у цитофаг и миксобактерий. Среди других родов протеобактерий, представленных в настоящем исследовании как аэробными, так и факультативно-анаэробными формами, не обнаружено штаммов с дрожжелитической активностью (табл. 1).
Большинство бактерий лизировали как аско-мицетовые, так и базидиомицетовые дрожжи. В наибольшей степени были подвержены лизису: из базидиомицетовых - эпифитные дрожжи Rhodotorula glutinis, широко распространенные дрожжи Cryptococcus albidus, а также обитающие в сокотечениях деревьев Phaffia rhodozyma; из ас-комицетовых - почвенные дрожжи Lipomyces kononenkoae и L. tetrasporus (табл. 2). Проявилась некоторая избирательность по отношению к лизису дрожжей на родовом уровне. Так, бактерии рода Agromyces лизировали большинство штаммов дрожжей Rhodotorula glutinis и Sporobolomyces roseus, но не лизировали клетки Cryptococcus albidus и Phaffia rhodozyma (табл. 2).
Встречались варианты, когда все штаммы бактериального продуцента литических ферментов, принадлежащие к одному роду, ингибировали рост практически всех штаммов дрожжей того или иного вида. Такой тип взаимодействия складывался между представителями рода Promi-
cromonospora и штаммами видов Phaffia rhodozyma и Cryptococcus albidus. В других случаях чувствительность дрожжей к лизису проявлялась на уровне штаммов. Так, из 7 проверенных штаммов Sporobolomyces roseus лизировались 5, в то время как 2 штамма оказались устойчивыми к воздействию ферментов, продуцируемых представителями рода Agromyces (23 штамма).
Культуры дрожжей Candida maltosa и Saccha-romyces cerevisiae, используемые в промышленности, в меньшей степени были подвержены лизису, чем дрожжи, выделенные из природных субстратов. Лишь 20% бактерий от общего числа проверенных штаммов (более 600) были способны к лизису дрожжей этих видов.
Не было выявлено четкой закономерности в отношении воздействия литических ферментов на живые и убитые нагреванием клетки дрожжей. Большинство проверенных штаммов бактерий оказывали более выраженное воздействие на мертвые клетки дрожжей. Однако среди актинобактерий родов Streptomyces и Promicromonospora процент штаммов, активных по отношению к живым клеткам, был примерно в 2 раза больше, чем к мертвым.
Таким образом, в результате проверки коллекции бактерий (более 600 штаммов, представленных 19 родами), выделенных авторами из различных природных биотопов, было установлено, что способность к лизису дрожжей широко распространена среди разных таксономических групп бактерий - представители 9 родов бакте
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.