CC BY
77
Л.А. Бугаенко
ДИКОРАСТУЩИЕ ВИДЫ МЯТЫ КАК НОСИТЕЛИ ГЕНОВ УСТОЙЧИВОСТИ К ...
ation of highly productive hybrids, steady against a rust (Puccinia menthae Pers) that has been shown.. Monogenic nature of inheritance of an immunity to Puccinia menthae Pers is confirmed and the genotype of the parental forms M. canadensis, M.aquatica, M.spicata is determined by S gene, Existence of prepotent (S) or recessive alleles (s) in homozygous (SS,SSSS,ss) or a heterozygotic state (Ss, SSss) expressiveness of this sign in hybrid posterity of F1 defines.
It is established that in F1 of interspecific hybrids from crossing of an allopolyploid form of a pepper mint with frost resistance plants of M. spicata it is frost resistance sign inherited generally on intermediate type, however to 30% of plants comes nearer on this sign to the frost-resistant parent. It indicates possibility of receiving interspecific hybrids with increased frost resistance at the specified type of crossings.
For creation of hybrids with the increased frost resistance use in interspecific hybridization of the frost-resistant forms M. spicata K42, K65, the S1 and S2 lines received from self-pollination of K65 (2.8.I4, 9.37.34), and also a polyploidy of M. canadensis of K60 is perspective.
The gene pool of wild-growing types and forms of mint in which the genotypes possessing genes of resistance to rust and the lowered temperatures are presented is created.
Keywords: interspecific hybridization; types of mint; resistance to rust; frost resistance; stability genes; gene pool; polyploids.
УДК 579.26
ТЕРМОФИЛЬНЫЕ ОРГАНОТРОФНЫЕ БАКТЕРИИ РОДА MEIOTHERMUS В ЩЕЛОЧНЫХ ГИДРОТЕРМАХ ПРИБАЙКАЛЬЯ (БУРЯТИЯ)
© 2015
В.Г. Будагаева, аспирант лаборатории микробиологии
Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН, Улан-Удэ (Россия)
Д.Д. Бархутова, кандидат биологических наук Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН, Улан-Удэ (Россия)
Аннотация. В донных осадках и микробных матах щелочных термальных источников Прибайкалья (Бурятия) широко распространены аэробные, факультативно анаэробные гидролитические бактерии.
Типичными представителями бактерий-гидролитиков являются алкалотермофильные бациллы, способные утилизировать органические вещества в щелочных водах горячих источников. Из микробного мата термальных источников Прибайкалья (Бурятия) выделены в чистую культуру 2 штамма бактерий, растущих на ацетате, пиру-вате и соетоне, представлены неспорообразующими прямыми или изогнутыми удлиненными палочками, которые были морфологически близки к представителям рода Meiothermus. На агаризованной среде бактерии образовывали мелкие гладкие колонии розового цвета. Изучены экофизиологические свойства (отношение к температуре и рН) выделенных изолятов. Для культуры Um-14-2-1 оптимальная температура роста была 450С, диапазон температур составил 35-600С. Температурный диапазон развития для штамма Al-14-3 составил 30-60°С, с оптимумом 50°С. Диапазон рН штамма Um-14-2-1 от 6,5 до 9,5, оптимум 8,0. Диапазон рН штамма Al-14-3 от 6,5 до 9,5, оптимум 8,5. По морфофизиологическим свойствам и способности к термофилии 2 культуры гетеротрофных бактерий сходны с представителями рода Meiothermus и являются умеренными термофилами.
Ключевые слова: гидротермы; микробные маты; гетеротрофы; термофилы; оптимум температур; алкалофилы; Meiothermus; экофизиология.
Термальные источники являются уникальными во- таких, как бытовые и промышленные системы горячей дными экосистемами, характеризующиеся высокой тем- воды или ферментеры, работающие при высоких температурой и высокими значениями рН, которые создают пературах [7, с. 1647-1654; 8, с. 1225-1230]. Интересно, благоприятные условия для развития термофильных и что виды Meiothermus, кроме того, что были найдены алкалифильных прокариот в водной толще и донных в больших количествах в промышленных условиях, на-отложениях. Азотные термальные воды формируются пример, в системах сточных вод и системах хранения в зонах тектонических разломов и имеют сульфатный, ядерного топлива [9, с. 727-740], также были выде-сульфатно-гидрокарбонатный или гидрокарбонатно- лены в качестве основных представителей биопленок сульфатный натриевый состав [1, с. 54-60]. Микробные бумагоделательных машин, так как крахмал является сообщества, формирующиеся в этих водах, представ- легко доступным источником углерода [10, с. 225-238; ляют собой полноценные функциональные системы, 11, с. 1228-1235].
эффективно осуществляющие круговорот биогенных Они является облигатными аэробами, спо-
элементов в процессах продукции и деструкции органи- собными расти при температуре от 35-700С, оп-
ческого вещества [2, с. 579-600]. тимальная температура роста варьирует от 50 до
Органотрофные термофильные бактерии осущест- 650С [12,с. 840- 844;13, с. 306-313]. Как было показано,
вляют деструкцию органических веществ, осуществля- представители рода Meiothermus образуют палочки, вы-
емую различными функциональными группами микро- страивающиеся в нити и, как правило, формируют крас-
организмов [3, с. 35-47]. ные или желтые колонии [14, с. 3745-3753; 15, с. 39-45;
Распространение аэробных бактерий-деструкторов 16, с. 143-150]. Все известные виды рода Meiothermus
органического вещества ранее было изучено в гидротер- гидролизуют белки и пептиды, некоторые используют
мах Прибайкалья и Монголии [4, c. 143-157]. также крахмал. В качестве источника углерода и/или
Впервые была выделена и описана новая алкалофиль- энергии бактерии используют дисахариды, аминокис-
ная аэробная органотрофная бактерия T. ruber из горя- лоты, органические кислоты гексозы, некоторые пен-
чих источниках Бурятии: Алла и Гусиха [5, с. 498- 499]. тозы [17,с. 243-246]. Meiothermus spp. часто связаны с
В отличие от известных ранее видов этого рода, T. ruber фотосинтезирующими и хемолитотрофными прокари-
рос оптимально при 60-650С, т.е. являлся умеренным отами. Считается, что такие ассоциации обеспечивают
термофилом. Впоследствии он был перенесен в новый продолжительно низкие концентрации органических
род семейства Thermaceae-Meiothermus [6,с. 604-606]. соединений, что является полезным для их роста, так
Представители рода Meiothermus встречаются, как пра- как воздействие высоких концентраций органических
вило, в бедных питательными веществами средах обита- веществ является ингибирующим [18, с. 274-278]. ния. Они широко распространены в горячих природных Объектами исследования являлись термальные ис-
или искусственных средах обитания, точники-Алла и Умхэй, расположенные у подножия
В.Г. Будагаева, Д.Д. Бархутова
ТЕРМОФИЛЬНЫЕ ОРГАНОТРОФНЫЕ БАКТЕРИИ РОДА MEIOTHERMUS В ЩЕЛОЧНЫХ ..
Баргузинского хребта Республики Бурятия. Источник Алла имеет более 40 выходов, расположенных в долине р. Алла. Термальные источники Умхэй выходят на поверхность семью группами, большинство выходов горячих и теплых источников сосредоточено на острове, в центральной части которого образуется озеро.
Материалы и методы
Отбор проб микробных матов проводили в местах выхода минеральной воды и в ручьях по их изливу. Температуру измеряли сенсорным электротермометром Prima (Португалия), рН определяли потенциоме-трически при помощи портативного рН-метра (рНер2, Португалия). Для определения окислительно-восстановительного потенциала использовали портативный измеритель redox-потенциала ORP (Португалия). Минерализацию воды определяли при помощи портативного тестер-кондуктометра TDS-4 (Сингапур).
Культивирование проводили на модифицированной среде Пфеннига, в которую вносили различные источники углерода: ацетат, пируват, соетон или сахарозу [19, с.33-43]. Инкубирование проводили при 55ОС, рН устанавливали 8,5-9,0. Морфотипы бактерий, размеры, подвижность и спорообразование изучали ми-кроскопированием образцов с помощью электронного микроскопа Olympus (Япония) в фазовом контрасте при 100-кратном увеличении объектива. Температурные диапазоны развития бактерий устанавливали в градиентном термостате по описанной ранее методике [20, с.129- 138]. Диапазон рН определялся с разными концентрациями бикарбоната и карбоната натрия. Биомассу бактерий определяли по изменению оптической плотности культуры при длине волны 660 нм на спектрофотометре CECIL СЕ 1021 (Великобритания).
Результаты и обсуждение
По минеральному составу воды горячих источников являются пресными, с очень низкой минерализацией, щелочные (рН от 9,6 до 10). Относятся к группе азотных терм и отличаются по физико-химическим параметрам. Температура воды гидротермы Алла достигала 58,1 °С, в источнике Умхэй-42 0С. Минерализация воды в источниках была равна 240-270 мг/дм3. Окислительно-восстановительный потенциал был в пределах 406- 310 мВ.
Из микробного мата источников Алла и Умхэй были выделены два штамма аэробной гетеротрофной бактерии: Al-14-3 и Um-14-2-1. Микроорганизмы имели сходную морфологию и представляли собой неспороо-бразующие прямые или изогнутые удлиненные палочки толщиной 0,3-0,5 мкм и длиной 1,0-3,0 мкм, которые были морфологически близки к представителям рода Meiothermus (рис. 1). В качестве источника углерода культура Al-14-3 использовала ацетат и пируват, Um-14-2-1-соетон. Рост на поверхности твердой среды в чашке Петри происходил в виде светло-розовых или розовых круглых гладких мелких колоний. Нарушения
Рисунок 1 - Фото культур гетеротрофных бактерий (субстрат-ацетат, пируват), шкала 1 мкм, электронный микроскоп: А-А1-14-3; Б-ит-14-2-1
Исследование экофизиологии культур, выделенных из гидротерм, показало, что они способны развиваться в широком диапазоне температур. Оба штамма являются умеренными термофилами.
Для культуры ит-14-2-1 оптимальная температура роста 450С, максимальной температурой роста была температура 600С (рис.2). Температурный диапазон развития для штамма А1-14-3 составил 30-60°С, оптимум 50°С (рис. 3). Диапазон рН штамма ит-14-2-1 от 6,5 до 9,5, оптимум 8,0. Диапазон рН штамма А1-14-3 от 6,5 до 9,5, оптимум 8,5.
о н—I—:—I—I—:—I—:—:—:—:—:—I—i-^—I т,ос
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75
Рисунок 2 - Зависимость интенсивности роста штамма Um-14-2-1 от температуры
Рисунок 3 - Зависимость интенсивности роста штамма Al-14-3 от температуры
Таким образом, выделенные культуры являлись умеренными термофилами, аэробами или микроаэрофилами. По морфофизиологическим свойствам и способности к термофилии выделенные бактерии сходны с представителями рода Meiothermus. В гидротермах бактерии рода Meiothermus участвуют в деструкции органических веществ в аэробных условиях.
Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ 1504-01275, №15-44-04335, МОН РФ 1990.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Водные системы Баргузинской котловины / Б.Б. Намсараев, В.В. Хахинов, Е.Ж. Гармаев, Д.Д. Бархутова, З.Б. Намсараев, А.М. Плюснин.-Улан-Удэ: Издательство Бурятского госуниверситета, 2007. 154 с.
2. Заварзин г.А., Жилина Т.Н., Кевбрин В.В. Алкалофильное микробное сообщество и его функциональное разнообразие / г.А. Заварзин, Т.Н. Жилина, В.В. Кевбрин // Микробиология. 1999. Т. 68, №5. С. 579-600.
3. Заварзин г.А. Бактерии и состав атмосферы.-М.: Наука, 1984. 199 с.
4. Геохимическая деятельность микроорганизмов гидротерм БРЗ / Б.Б. Намсараев, Д.Д. Бархутова, Э.В. Данилова и др. Новосибирск: Гео, 2011. 302 с.
5. Loginova L.G., Egorova L.A., Golovacheva R.S., Seregina L.M. (1984). Thermus ruber sp. nov., nom. rev. Int J Syst Bacteriol 34, P. 498-499.
6. Nobre M.F., Truper H.G., Costa M.S. (1996). Transfer of Thermus ruber (Loginova et al. 1984), Thermus silvanus (Tenreiro et al. 1995), and Thermus chliarophilus (Tenreiro et al. 1995) to Meiothermus gen.
В.Г. Будагаева, Д.Д. Бархутова
ТЕРМОФИЛЬНЫЕ ОРГАНОТРОФНЫЕ БАКТЕРИИ РОДА MEIOTHERMUS В ЩЕЛОЧНЫХ ...
nov. as Meiothermus ruber comb. nov., Meiothermus Meiothermus. Syst. Appl. Microbiol. 32. P. 306-313.
silvanus comb. nov., and Meiothermus chliarophilus comb. 14. Williams R.A.D. and da Costa M.S. (1992) The
nov., respectively, and emendation of the genus Thermus. Genus Thermus and Related Microorganisms. In The
Int J Syst Bacteriol 46, P. 604-606. Prokaiyotes, vol. 1 ed. Balows A., Trueper H.G., Dworkin
7. Chen M.Y., Lin G.H., Lin Y.T. and Tsay S.S. (2002) M., Harder W. and Schleifer K.-H. pp. 3745-3753. New Meiothermus taiwanensis sp. nov., a novel filamentous, York: Springer-Verlag.
thermophilic species isolated in Taiwan. Int. J. Syst. Evol. 15. Pires A.L, Albuquerque L, Tiago I, Nobre MF,
Microbiol. 52, P. 1647-1654 Empadinhas N, Verissimo A, da Costa M.S. (2005)
8. Chung A.P., Rainey F., Nobre M.F., Burghardt J. and Meiothermus timidus sp. nov., a new slightly thermophilic da Costa M.S. (1997) Meiothermus cerbereus sp. nov., a new yellow-pigmented species. FEMS Microbiol Lett 245. slightly thermophilic species with high levels of 3-hydroxy P.39- 45
fatty acids. Int. J. Syst. Bacteriol. 47, P. 1225-1230 16. Ward D.M., Santegoeds C.M., Nold S.C., Ramsing
9. Masurat P, Fru E.C, Pedersen K (2005) Identification N.B., Ferris M.J. and Bateson M.M. (1997) Biodiversity of Meiothermus as the dominant genus in a storage system within hot spring microbial mat communities: molecular for spent nuclear fuel. J Appl Microbiol 98. P. 727-740. monitoring of enrichment cultures. Ant. Van Leeuwenhoek
10. Kolari M, Nuutinen J, Rainey F.A, Salkinoja-Salonen 71. P. 143-150.
M.S (2003) Colored moderately thermophilic bacteria in 17. Albuquerque L., Rainey F.A., Nobre M.F. & da
papermachine biofilms. J Ind Microbiol Biotechnol 30. Costa M.S. (2010). Meiothermus granaticius sp. nov., a new
P. 225-238 slightly thermophilic redpigmented species from the Azores.
11. Suihko M.L, Sinkko H., Partanen L, Mattila- Syst Appl Microbiol 33. P.243-246.
Sandholm T, Salkinoja-Salonen M, Raaska L (2004) 18. Nold S.C. and Ward D.M. (1995) Diverse Thermus
Description of heterotrophic bacteria occurring in paper species inhabit a single hot spring microbial mat. Syst. Appl.
mills and paper products. J Appl Microbiol 97, P.1228-1235 Microbiol. 18. P. 274-278.
12. Zhang X.Q., Zhang W.J., Wei B.P., Xu X.W., Zhu 19. Кузнецов С.И. Дубинина г. А. Методы изучения X.F. & Wu, M. (2010). Meiothermus cateniformans sp. водных микроорганизмов. М.: Наука, 1989. 288 с. nov., a slightly thermophilic species from north-eastern 20. Юрков В.В., Горленко В.М., Митюшина Л.Л., China. Int J Syst Evol Microbiol 60. P. 840-844. Старынин Д.А. Влияние лимитирующих факторов на
13. Albuquerque L., Fereira C., Tomaz D., Tiago I., структуру фототрофных сообществ в Большереченских Vemssimo A., da Costa M.S., Nobre M.F. (2009) термальных источниках // Микробиология. 1991. Т. 60. Meiothermus rufus sp. nov., a new slightly thermophilic №6. С. 129-138.
redpigmented species and emended description of the genus
THERMOPHILIC ORGANOTROPHIC BACTERIA OF THE GENUS MEIOTHERMUS IN ALKALINE HYDROTHERMS OF PRIBAIKALYE (BURYATIA)
© 2015
V.G. Budagaeva, graduate student at Laboratory of Microbiology
Institute of General and Experimental Biology, SB, RAS, Ulan-Ude (Russia) D.D. Barkhutova, Candidate of Biological Sciences
Institute of General and Experimental Biology, SB, RAS, Ulan-Ude (Russia)
Annotation. Aerobic, facultative anaerobic hydrolytic bacteria are widespread in the sediments and microbial mats of alkaline hot springs in Baikal region (Buryatia).
Typical representatives of hydrolytic bacteria are alkalotermophylic bacilli which are capable of utilizing organic matter in alkaline hot spring waters. Two pure cultures of bacteria growing on acetate, pyruvate and soetone were isolated from the microbial mat of Baikal region thermal springs (Buryatia). These strains were non-sporeforming straight or curved rods that morphologically similar to the representatives of the genus Meiothermus. Bacteria on agar medium formed small smooth pink colonies. Ecophysiological properties of isolates are studied (with respect to temperature and pH). Optimal growth temperature of culture Um-14-2-1 was 450C, the temperature range was 35-600C. The temperature range of strain Al-14-3 was 30-60°C, with an optimum 50 °C. The pH range of strain Um-14-2-1 is 6.5 to 9.5, the optimum of 8.0. The pH range of strain Al-14-3 is 6.5 to 9.5, the optimum of 8.5. Two thermophilic heterotrophic bacteria are similar to the genus Meiothermus by morphophysiological properties and the ability to thermophile, and are moderate thermophiles.
Keywords: hydrotherms; microbial mats; heterotrophs; thermophiles; optimum temperature; alkalophiles; Meiothermus; ecophisiology.
УДК 612.085.1
ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ 3-ГИДРОКСИЭТИЛПИРИДИНА МАЛАТА В КОРРЕКЦИИ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТЫХ НАРУШЕНИЙ, ВЫЗВАННЫХ ИШЕМИЧЕСКИМ ПОРАЖЕНИЕМ ГОЛОВНОГО МОЗГА НА ФОНЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО САХАРНОГО
ДИАБЕТА
© 2015
Л.В. Буренина, кандидат медицинских наук, старший преподаватель кафедры педиатрии, Мордовский государственный университет им.Н.П. Огарева, Саранск (Россия) С.В. Гарина, кандидат медицинских наук, старший преподаватель кафедры педиатрии, Мордовский государственный университет им.Н.П. Огарева, Саранск (Россия) О.Н. Солдатова, кандидат медицинских наук, старший преподаватель кафедры педиатрии, Мордовский государственный университет им.Н.П. Огарева, Саранск (Россия)
Аннотация. Взаимосвязь изменений электрофизиологических, гемодинамических, метаболических и морфологических характеристик сердца с особенностями мозгового поражения и формой кардиальной патологии в течение острого периода инсультадо настоящего времени изучена довольно мало. В ряде исследований, посвященных изучению состояния системы кровообращения при острой цереброваскулярной патологии, было установлено, что высокая активность симпатической нервной системы, сопровождающаяся повышением уровня катехоламинов, приводит к развитию кардиальных дисфункций. Таким образом, состояние сердечно-сосудистой системы может оказывать влияние на течение острого периода ишемического инсульта, а ее оценка может использоваться в прогнозировании осложнений со стороны системы кровообращения, включая риск внезапной сердечной смерти, Самарский научный вестник. 2015. № 2(11) 32
