ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2004, № 4, с. 480-484
БИОЛОГИЯ ПОЧВ
УДК 631.4
РАЗНООБРАЗИЕ АКТИНОМИЦЕТОВ В ПОЙМЕННЫХ ЛАНДШАФТАХ Р. МЕДВЕНКИ (МОСКОВСКАЯ ОБЛАСТЬ)*
© 2004 г. Г. М. Зенова, А. А. Лихачева, М. В. Смирнова
Факультет почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова, 119899, Ленинские горы Поступила в редакцию 25.11.2002 г.
Установлено, что численность актиномицетов в пойменных ландшафтах р. Медвенки колеблется от десятков до сотен тысяч КОЕ/г субстрата в зависимости от сезона и положения в пространствен-но-сукцессионном ряду от зеленых частей растений до минеральных почвенных горизонтов. Численность актиномицетов на растительных субстратах по максимальным, минимальным и средним показателям превышает количество мицелиальных прокариот в почве. Летом и осенью отмечены колебания численности актиномицетов в более широких пределах, чем весной. В актиномицетном комплексе пойменных экосистем постоянно выявляются $,1гер1отусе$; М1еготопо$рога; Асйпотайи-га; БассНаготопозрога; М1сго1в1газрога; МкгоЫзрога; БггерЮзрогащшт; БассНагоро^рога; Шсаг^о-psis; Иосагй1о1йез. Отличительной чертой пойменных биогеоценозов является постоянное присутствие в пространственно-сукцессионном ряду субстратов микромоноспор, которые часто составляют доминирующие формы актиномицетного комплекса.
ВВЕДЕНИЕ
Поймы рек являются ландшафтами высокой плотности жизни, высокой геохимической энергии живого вещества [4]. Специфические особенности пойменных почв связаны с развитием этих почв при регулярном затоплении паводковыми водами и отложении на поверхности почв новых слоев аллювия. Для речных пойм характерна высокая интенсивность почвообразовательного процесса [4].
Исследования микробиологических процессов в пойменных почвах немногочисленны [1, 2, 9, 11] и, как правило, лишены комплексного подхода, предусматривающего исследование микробных комплексов всех субстратов пойменных биогеоценозов.
Целью настоящей работы явилось исследование актиномицетных сообществ пойменных ландшафтов с использованием комплексного подхода и синэкологических показателей.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Образцы растительных субстратов и почвы отбирали в луговых экосистемах в пойме р. Мед-венки (Московская обл., Одинцовский р-н) в про-странственно-сукцессионном ряду: травянистая растительность (стебли, листья, цветы), отмирающие части растений (ветошь), корни растений, почвенные горизонты. Луговые экосистемы, расположенные на берегу р. Медвенки, находятся на низкой пойме, затапливаемой во время половодий и паводков. Выбранные участки представляют собой естественный злаково-разнотравно-бо-
*
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, гранты < 03-04-48324 и НШ-1518.2003.4.
бовый луг на аллювиально-луговой типичной среднесуглинистой на песчаном аллювии почве. Образцы отбирали в весенний, летний и осенний периоды.
Учет актиномицетов проводили методом посева на среду с пропионатом натрия [6]. В среду добавляли нистатин (50 мкг/мл) для подавления роста грибов и налидиксовую кислоту, (5 мкг/мл) для подавления роста стелющихся бактерий.
Использовали несколько селективных приемов предпосевной обработки образцов: обработка суспензий раствором хлорамина Б (1%); обработка воздушно-сухих образцов микроволнами (СВЧ в микроволновой печи при рабочей частоте 2450 МГц, длиной волны 12.5 см, мощности 80 Вт и времени облучения 30 сек); обработка воздушно-сухих образцов микроволнами и последующее приготовление суспензий в растворе хлорамина Б (1%).
Инкубирование проводили при 28°С в течение 2-3 недель.
Дифференцированный учет актиномицетов проводили, основываясь на морфологических признаках колоний, выявляемых при микроско-пировании их в оптическом микроскопе (х400). Для выделения актиномицетов в чистую культуру использовали овсяный агар [3].
Представителей каждого морфотипа выделяли в чистую культуру и проводили их предварительную идентификацию, используя дифференциальные таблицы "Определителя бактерий Бер-джи" [7]. Отмечали следующие морфологические характеристики актиномицетов: наличие фрагментации и ветвления мицелия, присутствие и характер расположение спор на воздушном и/или
субстратном мицелии, число спор в цепочках, диаметр спор, наличие спорангиев, подвижность спор; и хемотаксономические признаки (присутствие Ь- или мезо-изомера диаминопимелиновой кислоты (ДАПк) и дифференцирующих сахаров в гидролизатах целых клеток [8]. Для выявления морфологических свойств актиномицетов использовали микроскопирование культур, выращенных по методу "желобка" [6].
Для каждого исследованного образца почв определяли общую численность актиномицетов в колониеобразующих единицах (КОЕ) на 1 г субстрата, а также относительное обилие представителей обнаруженных таксонов.
Использовали показатели частоты встречаемости (отношение числа образцов, в которых род встречается, к общему числу проанализированных образцов) и частоты доминирования (отношение числа образцов, в которых род составляет более 50 % от всех представителей родов актиномицетов, выделяемых на используемой среде, к общему числу проанализированных образцов).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Применение различных сочетаний селективных приемов для выделения актиномицетов из почвы и растительных субстратов позволило установить, что наиболее широкий спектр выделяемых родов и наибольшая их численность наблюдались при применении метода приготовления почвенной суспензии в растворе хлорамина. Этот прием предпосевной обработки был использован в работе для характеристики структуры и численности актиномицетных комплексов пойменного биогеоценоза.
Численность актиномицетов в луговом пойменном биогеоценозе колеблется в пределах от десятков до сотен тысяч КОЕ/г субстрата в зависимости от сезона и положения в пространствен-но-сукцессионном ряду от зеленых частей растений до минеральных почвенных горизонтов (рис. 1). Численность актиномицетов на растительных субстратах по максимальным, минимальным и средним показателям превышает количество ми-целиальных прокариот в почве. Разница между плотностью актиномицетных группировок в верхних и нижних горизонтах аллювиально-луговой почвы составляет 1-2 порядка.
В весенний период времени численность актиномицетов колеблется несколько в меньших пределах по сравнению с колебаниями численности ми-целиальных прокариот летом и осенью (рис. 1). Наибольшая численность актиномицетов отмечена в образцах ветоши, а наиболее широкий родовой спектр - в горизонте А1 аллювиально-луговой почвы. В почвенном актиномицетном комплексе выявлены представители родов Streptomyces. Mi-
lg(KOE/r)
6г
4- Т "
32- 1 -L 1 -
QI-1--1--1-1
1 A 2 1 Б 2 1 В 2
Рис. 1. Средние значения и пределы колебаний численности актиномицетов в аллювиально-луговой почве (1) и растительных субстратах (2) лугового биогеоценоза в пойме реки Медвенки (А - весна; Б - лето; В - осень).
cromonospora, Actinomadura, Saccharopolyspora, Saccharomonospora, Streptosporangium, Nocardio-ides и Microtetraspora.
Максимальная доля среди всех родов в актиномицетных комплексах, выявленных на отмирающих частях растений, корнях и в органогенных горизонтах почвы, принадлежит актиномицетам рода Micromonospora (рис. 2, А). На живых частях растений (цветы, стебли, листья) преобладают в комплексе стрептомицеты. В минеральных горизонтах почвы, как правило, доминируют среди других родов стремтомицеты, иногда (гор. B2g) -актиномадуры.
Актиномицеты рода Micromonospora обнаружены во всех образцах обследованных субстратов лугового биогеоценоза (кроме цветов), собранных весной, и их процентное содержание колебалось от 10.5 до 94.4% в зависимости от яруса. Среди редких родов наиболее распространенными оказались представители рода Actinomadura, их доля в актиномицетном комплексе составляла от 3 до 66% в зависимости от положения в прост-ранственно-сукцессионном ряду субстратов. Доля других редких родов в комплексе не превышала 7% (рис. 2, А).
Высокая численность микромоноспор, нередко их доминирование в актиномицетном комплексе в растительном и почвенном ярусе лугового пойменного биогеоценоза в весенний период объясняется высокой степенью увлажненности исследуемых субстратов после разлива реки. Известно, что микромоноспоры являются влаголюбивыми культурами, обладают гидрофильными
482
ЗЕНОВА и др.
А
Цветы Травянистая растительность
ЩЁШ
Ветошь Корни
вир
Ad A1
5 10
B1g B2g
BCg
Б
Травянистая растительность Ветошь
Корни Ad ' ' ' 7
A1 B1g
B2g BCg
спорами и обнаруживаются в водоемах [10]. В ак-тиномицетном комплексе переувлажненной так называемой белоподзолистой почвы на территории Центрально-лесного государственного биосферного заповедника микромоноспоры были обнаружены в количестве, превышающем численность стрептомицетов [5].
В летний период времени численность актино-мицетов в аллювиально-луговой почве и на растительных субстратах колебалась в более широких пределах по сравнению с весной - от десятков КОЕ до сотен тысяч КОЕ/г субстрата. Максимальное количество актиномицетов, как и весной, обнаружено в растительных образцах. Разнообразие актиномицетов на растительных субстратах и в почве летом уменьшалось по сравнению с весенним разнообразием. В актино-мицетном комплексе, как правило, преобладали стрептомицеты и микромоноспоры. Последних обнаружено особенно много на живых частях растений. Здесь микромоноспоры составляют 76% от всех выделенных родов в актиномицетном комплексе. Среди актиномицетов, выявляемых на отмирающих частях растений, обнаружены представители родов Microbispora и Microtetraspora; в минеральных горизонтах почвы - представители Streptosporangium. Однако летом редкие роды составляют в актиномицетных комплексах почвенных и растительных субстратов незначительную долю (не превышающую 19%) от всех выделенных родов.
В осенний период времени увеличилось разнообразие актиномицетов в комплексах растительных субстратов и несколько уменьшилось в почве по сравнению с весенним разнообразием мицели-альных прокариот (рис. 2, Б). Например, на листьях, стеблях и корнях растений обнаружены ак-тиномицеты рода Microbispora, Actinomadura, Sac-charomonospora, Saccharopolyspora, Microtetraspora не
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.