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.