ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»ИНСТИТУТ ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ БИОЛОГИИ

И БИОТЕХНОЛОГИИ.

«ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ И ЭМИССИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СВЕТЯЩИХСЯ БАКТЕРИЙ

PHOTOBACTERIUM PHOSPHOREUM ИЗ БЕЛОГО МОРЯ»

МИКРОБИОЛОГИЯ,2009, ТОМ 78,№5, СТР. 612-617.В.В.КУЦ, А.Д. ИСМАИЛОВ

ВЫПОЛНИЛА: СТУДЕНТКА ИФБИБТГРУППА ББ12-01Б

АБАНИНА КСЕНИЯ.

КРАСНОЯРСК 2014 ГОД.

2

АВТОРЫ СТАТЬИ:

Исмаилов Анвар Джураевич - доктор биологических наук, научный сотрудник биологического факультета МГУ имени Ломоносова.

Соавтор: В.В. Куц – научный сотрудник биологического факультета МГУ имени Ломоносова.

3

ЦЕЛИ: Анализ ростовых и эмиссионных параметров

светящейся бактерии из Белого моря (P. phosphoreum, штамм КМ МГУ №331), выделенной из кишечника донной рыбы керчака европейского Myoxocephalus scorpius.

http://geophoto.ru/?action=show&id=73535

Изучение действия температуры,pH, концентрации хлорида натрия на эмиссионные характеристики клеток бактерий.

4

НЕМНОГО О PHOTOBACTERIUM PHOSPHOREUM.

HTTP://AQUAVITRO.ORG/2012/05/09/BIOLYUMINESCENCIYA/

5

НЕМНОГО О PHOTOBACTERIUM PHOSPHOREUM.

Факторы

Температура (°C) pH Ионы Na

6

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ:

• Светящаяся бактерия photobacterium phosphoreum , штамм КМ МГУ № 331, выделенная из кишечника донной рыбы керчака европейского, обитающего в прибрежной зоне Кандалакшского залива Белого моря.

(Для сравнительного анализа использован штамм P. phosphoreum АТСС 11040)

7

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Культивирование бактерий. Выращивание на

агаризованной среде (МПА).

Выращивание в глубинной культуре.

8

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.СОСТАВ СРЕД ДЛЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ.

Среда МПА-12.5;NaCl-28.7; MgCl2·7H2O

-4.5;CaCl2-0.5; KCl-0.5; дрожжевой экстракт-1.0;

агар-агар-12.0; pH 7.6 при 4°C .

Среда глубинной культуры.NaCl-30.0; Na2HPO4-

5.3;KH2·2H2O-2.1; (NH4)HPO4-0.5;MgSO4·7H2O

-0.1; дрожжевой экстракт-1.0;пептон-5.0; глицерин-3.0;pH

7.6 при 20 °C. (200 об/мин, колбы вместимостью 700 мл,

150 мл среды культивирования.

9

РИС.1 ДИНАМИКА СВЕЧЕНИЯ (1) И РОСТА (2) БАКТЕРИЙ ПРИ ГЛУБИННОМ КУЛЬТИВИРОВАНИИ

ПРИ 20°C

РЕЗУЛЬТАТЫ:

РИС2.КИНЕТИКА СДВИГА PH СРЕДЫ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ ПРИ ГЛУБИННОМ РОСТЕ

БАКТЕРИЙ ПРИ 20°C

10

РЕЗУЛЬТАТЫ:

РИС 3. PH-ЗАВИСИМОСТЬ СВЕЧЕНИЯ ИНТАКТНЫХ КЛЕТОК ФОТОБАКТЕРИЙ В 0,1 М NA-ФОСФАТНО-КАРБОНАТНОМ БУФЕРЕ С 2% NACL ПРИ 22°C

11

РЕЗУЛЬТАТЫ:

РИС 4. ЭМИССИОННАЯ АКТИВНОСТЬ ИНТАКТНЫХ КЛЕТОК ФОТОБАКТЕРИЙ В

РАСТВОРАХ NACL РАЗЛИЧНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ.

РИС 5. ТЕМПЕРАТУРНАЯ ЗАВИСИМОСТЬ СВЕЧЕНИЯ ИНТАКТНЫХ КЛЕТОК

ФОТОБАКТЕРИЙ В 0,1 М NA-ФОСФАТНОМ БУФЕРЕ С 2% NACL, PH=7,5.

12

РЕЗУЛЬТАТЫ:РЕЗУЛЬТАТЫ:

• Температурный максимум свечения (15°C) соответствует многим другим штаммам;

• Низкотемпературная адаптация( интенсивная эмиссия и скорость роста при 4°C);

• Доминирующая роль в адаптации энергетических и физиологических характеристик принадлежит температуре и концентрации NaCl среды обитания;

• Длительность люминесцентного цикла при глубинном

культивировании исследуемого штамма более чем 100 ч (при 20°C);

13

РЕЗУЛЬТАТЫ:

Основа стабильного свечения глубинной культуры бактерий.

Широкий pH-диапазон с максимальным уровнем

люминесцентной активности.

Низкая скорость подкисления среды в процессе глубинного

роста.

14

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В представленной работе впервые охарактеризованы ростовые и люминесцентные свойства светящихся бактерий, выделенных из кишечника рыб Белого моря.

15

ВЫВОД:

Психрофильные фотобактерии.

Более сопряженная

система электронов.

Большая длительность и интенсивность

люминесцентного цикла.

16

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ В СТАТЬЕ:

• 1. Nealson K.H., Hastings J.W. Bacterial bioluminescence:its control and ecological significance // Microbiol. Rev.1979. V. 43. ‹ 4. P. 406–518.• 2. Nealson K.H. Isolation, identification and manipulationof luminous bacteria // Meth. Enzymol. 1978. V. 57.P. 153–166.• 3. Gitelson J.I., Vydryakova G.A., Kuznetzov A.M., RodichevaE.K., Medvedeva S.E., Chugaeva Yu.V. Luminous bacteriacultur collection biodiversity and applied aspects //Biolum. Chemilum. / Eds. Case J.F. et al. Singapur:World. Sci. Publ. Co., 2000. P. 63–66.• 4. Ruby E.G., Nealson K.H. Seasonal changes in the speciescomposition of luminous bacteria in the nearshore seawater// Luminol. Oceanogr. 1978. V. 23. P. 164–169.

17

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ В СТАТЬЕ:

• 5. Ruby E.G., Greenberg E.P., Hastings J.W. Planctonic marine

luminous bacteria: species distribution in the water

colump // Appl. Environ. Microbiol. 1980. V. 39. ‹ 2.

P. 302–306.

• 6. Shilo M., Yetinson T. Phisiological characteristics underlying

the distribution patterns of luminous bacteria in the

Mediterranean sea and the gulf of Elat // Appl. Environ.

Microbiol. 1979. V. 38. ‹ 4. P. 577–584.

• 7. Hendrie M.S., Hodgkiss W., Shewan J.M. Identification,

taxonomy and classification of luminous bacteria //

J. Gen. Microbiol. 1970. V. 64. P. 157–169.

• 8. Wilson Th., Hastings J.W. Bioluminescence // Annu. Rev.

18

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ В СТАТЬЕ:

• 9. Hastings J.W., Nealson K.H. Bacterial bioluminescence //

Ann. Rev. Microbiol. 1977. V. 31. P. 549–595.

• 10. Watanabe T., Nacamura T. Bioluminescence and ТВll

growth of Photobacterium phosphoreum // J. Biochem.

1980. V. 88. ‹ 3. P. 815–817.

• 11. Johnson F.H., Eyring H., Steblye R., Chaplin H., Huber C.,

Gherardi G. The nature and control of reactions in bioluminescence

// J. Gen. Physiol. 1945. V. 28. ‹ 5. P. 463–537.

• 12. Cline T.W. Isolation and characterisation of luminescence

system mutants in bacteria // Meth. Enzymol. 1978. V. 57.

P. 166–171.

19

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ В СТАТЬЕ:

• 13. Waters P., Lloyd D. Salt, pH and temperature dependensies

of growth and bioluminescence of three species of luminous

bacteria analysed on gradient plates // J. Gen. Microbiol.

1985. V. 11. ‹ 131. P. 2865–2869.

• 14. Hastings J.W., Weber G. Total quantum flux of isotropic

sources // Opt. Soc. Am. 1963. V. 53. ‹ 12. P. 1410–1415.

• 15. Watanabe H., Mimura M., Takimoto A., Nakamura T.

Luminescence and respiratory activities of Photobacterium phosphoreum // J. Biochem. 1975. V. 77. ‹ 6.

P. 1147–1155.

• 16. Lee B., Lee J., Shin D., Kim E. Statistical optimization of

bioluminescense Photobacterium phosphoreum KCTC

2852 // Environ. Int. 2006. V. 32. ‹ 2. P. 265–268.

20

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ В СТАТЬЕ:

• 17. Nealson K.H., Platt T., Hastings J.W. The cellular control of

the synthes and activity of the bacterial luminescent system //

J. Bacteriol. 1970. V. 104. ‹ 3. P. 313–322.

• 18. Ulitzur S., Hastings J.M. Growth, luminescence respiration

and the adenosine triphosphate pool in Beneckea harveyi //

J. Bact. 1978. V. 133. P. 1307–1313.

• 19. Makiguchi N., Arita M., Asai Y. Optimum cultural conditions

for strong light production by Photobacterium phosphoreum

// J. Gen. Appl. Microbiol. 1980. V. 26. ‹ 2.

P. 75–83.