Vai trò của các vi sinh vật nuôi cấy từ biofilm hình thành trên các cơ sở đá trong hệ thống tự làm sạch của Hồ Baikal

Springer Science and Business Media LLC - Tập 87 - Trang 817-824 - 2018
M. Yu. Suslova1, O. S. Pestunova1, E. V. Sukhanova1, Yu. R. Shtykova1, T. Ya. Kostornova1, I. V. Khanaev1, M. V. Sakirko1, V. V. Parfenova1
1Limnological Institute, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, Irkutsk, Russia

Tóm tắt

Các khác biệt về thành phần định lượng và định tính của các nhóm vi sinh vật sinh lý và sinh hóa khác nhau được phát hiện trong biofilm hình thành trên các cơ sở đá ở khu vực cận bờ của Hồ Baikal phía Nam (tháng 8 năm 2012) tại các khu vực có mức tải trọng con người khác nhau. Sự phong phú tối đa của vi sinh vật được ghi nhận trong các biofilm epilithic từ khu vực Nhà máy Bột giấy và Giấy Baikalsk: vi sinh vật dinh dưỡng hữu cơ (770.2 ± 290.3 × 103 CFU/cm2); amylolytics (38.1 ± 7.7 × 103 CFU/cm2); vi sinh vật phân giải phosphate (4.8 ± 1.4 × 103 CFU/cm2); vi sinh vật di chuyển phosphate (212.0 ± 27.6 × 103 CFU/cm2); vi sinh vật oxy hóa phenol (15.7 ± 2.4 × 103 CFU/cm2); nấm mốc (3.2 ± 0.4 × 103 CFU/cm2); và tổng số vi khuẩn coliform (193.3 ± 28.2 CFU/cm2), với tổng số vi sinh vật (TMA tại 37°C) là 24.9 ± 1.7 × 103 CFU/cm2, cho thấy hoạt động phân hủy cao của các biofilm nhằm phản ứng với tải trọng nhân tạo trong khu vực. Các biofilm epilithic ở khu vực Bol’shie Koty thể hiện sự phong phú thấp nhất của vi sinh vật dinh dưỡng hữu cơ và vi sinh vật phân giải phosphate, trong khi nấm mốc không có mặt.

Từ khóa

#vi sinh vật nuôi cấy #biofilm #Hồ Baikal #hệ thống tự làm sạch #tải trọng nhân tạo #vi sinh vật dinh dưỡng hữu cơ #vi sinh vật phân giải phosphate

Tài liệu tham khảo

Costerton, J.W., Cheng, K.J., Geesey, G.G., Ladd, T.I., Nickel, J.C., Dasgupta, M., and Marrie, T.J., Bacterial biofilms in nature and disease, Annu. Rev. Microbiol., 1987, vol. 41, pp. 435‒464. Flemming, H.C., Biofouling in water systems–cases, causes and countermeasures, Appl. Microbiol. Biotechnol., 2002, vol. 59, pp. 629‒640. Gorbenko, A.Yu. and Dzyuban, A.N., The possibility of quantitative determination of oligocarbophilic (oligotrophic) bacterioplankton on a rich nutrient medium, Mikrobiologiya, 1992, vol. 61, no. 3, pp. 531‒532. Gosudarstvennyi doklad o sostoyanii i ob okhrane okruzhayushei sredy Irkutskoi oblasti v 2010 godu (State Report on Environmental State and Protection in Irkutsk Oblast in 2010), Irkutsk, 2011, pp. 251‒252. Gosudarstvennyi doklad o sostoyanii i ob okhrane okruzhayushei sredy Irkutskoi oblasti v 2011 godu (State Report on Environmental State and Protection in Irkutsk Oblast in 2011), Irkutsk, 2012, pp. 277‒278. Gosudarstvennyi doklad o sostoyanii i ob okhrane okruzhayushei sredy Irkutskoi oblasti v 2012 godu (State Report on Environmental State and Protection in Irkutsk Oblast in 2012), Irkutsk, 2013, pp. 240‒244. Gosudarstvennyi doklad o sostoyanii i ob okhrane okruzhayushei sredy Irkutskoi oblasti v 2014 godu (State Report on Environmental State and Protection in Irkutsk Oblast in 2014), Irkutsk, 2015, pp. 213‒214. Gosudarstvennyi doklad o sostoyanii i ob okhrane okruzhayushei sredy Irkutskoi oblasti v 2015 godu (State Report on Environmental State and Protection in Irkutsk Oblast in 2015), Irkutsk, 2016, pp. 206‒207. Gosudarstvennyi doklad o sostoyanii i ob okhrane okruzhayushei sredy Irkutskoi oblasti v 2016 godu (State Report on Environmental State and Protection in Irkutsk Oblast in 2016), Irkutsk, 2017, pp. 168‒169. Kolesnitskaya, G.N. and Maksimova, E.A., Yeast species composition in Southern Baikal waters, Mikrobiologiya, 1982, vol. 51, no. 3, pp. 501‒505. Kondrat’eva, L.M., Litvinenko, Z.N., and Morozova, O.Yu., Role of biofilms in the transformation of hydrophobia aromatic hydrocarbons, Voda: Khim. Ekol., 2013, no. 5, pp. 51‒58. Konstantinov, A.P., Obshchaya gidrobiologiya (General Hydrobiology), 4th ed., Moscow: Vyssh. Skola, 1986. Kravtsova, L.S., Izhboldina, L.A., Khanaev, I.V., Pomazkina, G.V., Domysheva, V.M., Kravchenko, O.S., and Grachev, M.A., Disturbances of the vertical zoning of green algae in the coastal part of the Listvennichnyi gulf of lake Baikal, Dokl. Biol. Sci., 2012, vol. 447, pp. 350‒353. Kuznetsov, S.I. and Romanenko, V.I., Mikrobiologicheskoe izuchenie vnutrennikh vodoemov (Microbiological Investigation of Inland Basins), Moscow: AN SSSR, 1963. Maksimova, E.A., Maksimov, V.N., and Kolesnitskaya, G.N., Yeast numbers in Souther Baikal water during the uear, Mikrobiologiya, 1982, vol. 51, no. 5, pp. 860‒865. Mal’nik, V.V., Biofilm microbial communities at the water–solid body interface at Lake Baikal littoral zone, Extended Abstract Cand. Sci. (Biol.) Dissertation, Ulan-Ude, 2010. Malnik, V.V., Parfenova, V.V., Suturin, F.N., Timochkin, O.A., and Pavlovskaya, N.S., Description of the Lake Baikal microorganism communities growing on a steel plate and in the natural water surrounding this substratum, Contemp. Probl. Ecol., 2013, vol. 6, pp. 583‒586. Miroshnichenko, E.S., Bacteriocenoses of the littoral epilithon of the Southern and Northern Kola Bay, Barents Sea, Extended Abstract Cand. Sci. (Biol.) Dissertation, Moscow, 2016. Netrusov, A.I., Praktikum po mikrobiologii (Practical Course in Microbiology), Moscow: Akademiya, 2005. Nikolaev, Yu.A. and Plakunov, V.K., Biofilm—“city of microbes” or an analogue of multicellular organisms?, Microbiology (Moscow), 2007, vol. 76, pp. 125‒138. Parfenova, V.V., Gladkikh, A.S., and Belykh, O.I., Comparative analysis of biodiversity in the planktonic and biofilm bacterial communities in Lake Baikal, Microbiology (Moscow), 2013, vol. 82, pp. 91‒101. Parfenova, V.V., Mal’nik, V.V., Boiko, S.M., Sheveleva, N.G., Logacheva, N.F., Evstigneeva, T.D., Suturin, A.N., and Timoshkin, O.A., Communities of hydrobionts developing at the water‒rock interface in Lake Baikal, Russ. J. Ecol., 2008, vol. 39, pp. 198‒204. Protasov, A.A., Periphyton as an ecotopic group of hydrobionts, J. Siber. Fed. Univ. Biology, 2010, no. 1, pp. 40‒56. Raymond, R.L., Microbial oxidation of n-paraffinic hydrocarbons, Develop. Ind. Microbiol., 1961, vol. 2, pp. 23‒32. Rodina, A.G., Metody vodnoi mikrobiologii (Methods in Water Microbiology), Moscow: Nauka, 1965. Rukovodstvo po metodam gidrobiologicheskogo analiza poverkhnostnykh vod i donnykh otlozhenii (Manual on Hydrobiological Investigation of Surface Water and Bottom Sediments), Yakor’, I.S., Ed., Leningrad: Fin. Statistika, 1983. Sanz-Lazaro, C., Fodelianakis, S., Guerrero-Meseguer, L., Marín, A., and Karakassis, I., Effects of organic pollution on biological communities of marine biofilm on hard substrata, Environ. Pollut., 2015, vol. 201, pp. 17‒25. Timoshkin, O.A., Bondarenko, N.A., Volkova, E.A., Tomberg, I.V., Vishnyakov, V.S., and Mal’nik, V.V., Mass development of filamentous green algae of the genera Spirogyra and Stigeoclonium (Chlorophyta) in the coastal zone of Southern Baikal, Gidgobiol. Zh., 2014, no. 5, pp. 15‒26. Timoshkin, O.A., Mal’nik, V.V., Sakirko, M.V., and Boedeker, K., Ecological crisis at Lake Baikal. Scientists’ diagnosois, Nauka iz Pervykh Ruk, 2014, no. 5, pp. 74‒91. Washington, V.J., Lear, G., Neale, M.W, and Lewis, G.D., Environmental effects on biofilm bacterial communities: a comparison of natural and anthropogenic factors in New Zealand streams, Freshwater Biol., 2013, vol. 58, pp. 2277‒2286.