БИОРАЗНООБРАЗИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ ТРЁХ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ГРУПП ПРИРОДНЫХ НИШ НАМАНГАНСКОЙ ОБЛАСТИ УЗБЕКИСТАНА

АННОТАЦИЯ

Впервые изучено биоразнообразие трёх физиологических групп микроорганизмов – бактерий, дрожжей и актиномицетов – в природных местах обитания и на промышленных площадках Наманганской области в течение всего года. Получены ценные данные по таксономии бактерий, дрожжей и актиномицетов, приспособленных к интенсивному размножению в условиях резко континентального жаркого климата. Выявлено, что доминирующей по численности  в природных местообитаниях Наманганской области составляют пигментообразующие дрожжи и бактерии, что представляет собой значительный научный и практический интерес для биотехнологической отрасли.

ABSTRACT

For the first time, the biodiversity of three physiological groups of microorganisms—bacteria, yeast, and actinomycetes was studied year-round in natural habitats and industrial sites in the Namangan Region. Valuable data were obtained on the taxonomy of bacteria, yeast, and actinomycetes adapted to intensive reproduction in the extreme continental climate. It was found that pigment-forming yeasts and bacteria predominate in natural habitats in the Namangan Region, which is of significant scientific and practical interest for the biotechnology industry.

Ключевые слова: биоразнообразия, микроорганизмы, природные ниши, питательные среды, Наманганская область, систематика, определитель, морфология, физиология.

Keywords: biodiversity, microorganisms, natural niches, nutrient media, Namangan Region, taxonomy, identification guide, morphology, physiology.

Сохранение биоразнообразия, в том числе и микробного, рассматривается как одна из планетарных задач XXI столетия [3]. Поскольку классификация микроорганизмов трех физиологических групп – бактерий, дрожжей и актиномицетов в настоящее время осложнена и запутанна, бесспорно, ведущей фундаментальной проблемой современной микробиологической науки является изучение биоразнообразия микроорганизмов каждого региона планеты [1; 3]. Нередко неверно идентифицированные культуры депонируются в коллекциях микроорганизмов ряда стран и, в свою очередь, служат для последующих исследователей источником ошибочных представлений о них как о типовых культурах [2].

Необходимость проведения исследований по изучению биоразнообразия микроорганизмов различных регионов Центральной Азии продиктована низким процентом изученности микробного мира Узбекистана в отличие от стран Европы [6].

С учетом указанного, цель нашего исследования состоит в выделении, таксономическом изучении и систематике бактерий, дрожжей и актиномицетов природных ниш Наманганской области, входящей по эколого-географическим условиям в Восточную зону Республики Узбекистан [4; 5].

Методика исследования. Образцы проб для микробиологического анализа отбирали в три сезона года – весенний, летний и осенний. В разные районы Наманганской области Узбекистана было совершено по 2 научных экспедиции в каждый сезон года в 2022 г. 50 % проб для выделения микроорганизмов отбирали с природных ниш Ассоциации плодовых и ягодных деревьев Научно-исследовательского института садоводства, виноградарства и виноделия имена академика М. Мирзаева, а остальные 50 % образцов – с природных ниш таких сельских районов, как: Мингбулак, Чартак, Нарин, Туракурган, Давлатабад.

Из каждого маточного материала отобранной пробы выделяли в двух повторностях в чистую культуру бактерии, дрожжи и актиномицеты.

В качестве элективных питательных сред нами были использованы:

для выделения бактерий:

1) мясо-пептонный агар;

2) среда Чапека;

3) среда Эшби;

4) среда Гильтая.

для выделения дрожжей:

1) виноградный сусло-агар;

2) солодовый сусло-агар;

3) среда Ридер;

4) среда Городковый.

для выделения актиномицетов:

1) среда Гаузе;

2) органический агар.

У каждого выделенного штамма микроорганизмов были изучены:

- культуральные свойства (двухсуточная и гигантская колонии);

- морфологические свойства (размер, форма клеток, спорообразование);

- физиологические свойства (отношение к углероду, органическим кислотам, спиртам, азотистым соединениям).

Систематическое положение исследованных штаммов бактерий устанавливали по определителям В. Берджи (1997) и Н.А. Красильникова (1949), дрожжей – по определителям В.И. Кудрявцева (1954) и Ж. Лоддера (1970), а актиномицетов – по определителю Г.Ф. Гаузе (1983) [1; 2].

Результаты исследования. Из всех взятых за 2 года более трёхсот проб в чистую культуру было выделено свыше двухсот штаммов бактерий, сто двадцать штаммов дрожжей и шестьдесят штаммов актиномицетов – постоянных обитателей природных ниш Наманганской области.

В таблице 1 приведены доминирующие виды бактерий природных ниш Наманганской области.

Таблица 1.

Видовое разнообразие доминирующих бактерий природных ниш Наманганской области

В таблице 2 приведены доминирующие виды спорогенных и аспорогенных дрожжей природных ниш Наманганской области.

Таблица 2.

Видовое разнообразие доминирующих дрожжей природных ниш Наманганской области

На почвах виноградных плантаций, а также в Ассоциации плодовых деревьев приведены доминирующие виды актиномицетов (табл. 3).

Таблица 3.

Видовое разнообразие доминирующих актиномицетов природных ниш Наманганской области

Количественное соотношение микроорганизмов трех физиологических групп – бактерий, дрожжей и актиномицетов природных ниш Наманганской области по сезонам года приведено на рис. 1–3.

 – актиномицеты – 18–20 %;

 – дрожжи – 8–10 %;

 – бактерии – 65–70 %

Рисунок 1. Количественное соотношение микроорганизмов трех физиологических групп – бактерий, дрожжей и актиномицетов природных ниш Наманганской области в весенний сезон года

 – актиномицеты – 16–20 %;

 – дрожжи – 40–45 %;

 – бактерии – 30–35 %

Рисунок 2. Количественное соотношение микроорганизмов трех физиологических групп – бактерий, дрожжей и актиномицетов природных ниш Наманганской области в летний сезон года

 – актиномицеты – 18–20 %;

 – дрожжи – 60–65 %;

 – бактерии – 10–15 %

Рисунок 3. Количественное соотношение микроорганизмов трех физиологических групп – бактерий, дрожжей и актиномицетов природных ниш Наманганской области в осенний сезон года

Новизной работы является нахождение ряда новых видов аспорогенных дрожжей (рис. 4.), выделенных из слезоточения виноградника сорта «Мускат белый», а также разновидностей бактерий (рис. 5), местообитанием которых являются воды естественных водоемов Чартакского района Наманганской области.

Рисунок 4. Новая разновидность аспорогенных дрожжей. Двухсуточная клетки

Рисунок 5. Новая разновидность бактерий. Морфология двухсуточных культур

В заключении еще раз отметим, что сохранение биоразнообразия, в том числе и микробного, рассматривается как одна из планетарных задач XXI столетия. Всемирной организацией МАМО принято решение, наряду с растительной флорой и фауной широкомассштабно и обстоятельно изучить и описать микрофлору каждого региона пяти континентов нашей планеты. Впервые изучено биоразнообразие микроорганизмов трех физиологических групп – бактерий, дрожжей и актиномицетов природных ниш и производств Наманганской области по сезонам года. Установлено, что каждому сезону года характерно своё количественное содержание бактериальной, дрожжевой и актиномицетной микрофлоры. Собран ценный материал по систематике бактерий, дрожжей и актиномицетов. Наиболее богатой и разнообразной оказалась дрожжевая микрофлора природных ниш Наманганской области в летний и осенний сезоны года (65–72 % от общего количества микроорганизмов). Экспериментально доказано, что эколого-географические условия Наманганской области накладывают свой отпечаток на формирование полезной дрожжевой и бактериальной микрофлоры. Важнейшим результатом исследовании является присутствие в эпифитной микрофлоре многочисленных плодов и ягод Наманганской области пигментообразующих дрожжей и бактерий, что представляет собой большой научно-практический интерес для биотехнологической индустрии. Описано 12 видов бактерий и 10 видов дрожжей – постоянных обитателей микрофлоры природных ниш Наманганской области. Найдены новые разновидности дрожжей и бактерий, систематическое положение которых отсутствует в известных определителях В.И.Кудрявцева, J. Lodder, В. Берджи. Дальнейшее развитие получила Национальная Программа по изучению «Биоразнообразия растений, животных и микроорганизмов» Республики Узбекистан.

Список литературы:

1. Берджи В. Определитель бактерий. – В 2-х т. – 1997.
2. Гаузе Г.Ф., Преображенская Т.П., Терехова Л.П., МаксимоваТ.С., Свешникова Л.М. Определитель актиномицетов. Роды Streptomyces, Streptoverticillium, Chainia. – М.: Наука, 1983. – 24 с.
3. Кудрявцев В.И. Систематика дрожжей. – М.: Изд-во АН СССР, 1954.
4. Nicholson W.L., Munakata N., Horneck G., Melosh H.J., Setlow P. Resistance of Bacillus endospores to extreme terrestrial and extraterrestrial environments (aнгл.) // Microbiology And Molecular Biology Reviews. – Vol. 64. MMBR. – September. 2000. – № 3. – P. 548–572.
5. Paerl H.W., Fulton R.S., Moisander P.H., Dyble J. Harmful freshwater algal blooms, with an emphasis on cyanobacteria. (англ.) // The Scientific World Journal. Vol. 1. – 2001. – 4 April. – P. 76–113.
6. Prats C., López D., Giró A., Ferrer J., Valls J. Individual-based modelling of bacterial cultures to study the microscopic causes of the lag phase (англ.) // Journal Of Theoretical Biology. Vol. 241. –2006. – 21 August. – № 4. – P. 939–953.