Рибальченко Наталія

к.б.н., науковий співробітник

Хархота Максим

Лапа Світлана

Інститут мікробіології і вірусології ім. Д.К.Заболотного НАН України

м. Київ

АЛЬГІЦИДНА АКТИВНІСТЬ БАКТЕРІЇ РОДУ BACILLUS

Цвітіння води стало серйозною проблемою у всьому світі. Актуальність боротьби з водоростями в останні роки зростає у зв'язку із забрудненням навколишнього середовища і загальним потеплінням клімату на Землі, що призводить у ряді випадків до різкого розвитку водоростей в різних екологічних нішах, зокрема у водоймах [1].

Мікроводорості наносять значну шкоду будь-яким водним джерелам, як природним, так технологічним і штучним [2]. Це явище часто призводить до масової загибелі риб, морських ссавців, молюсків і ін. через виснаження кисню та токсини, які продукують водорості.

Використання різних фізичних та хімічних альгіцидів для обробки водойм обмежено за санітарно-гігієнічними нормами у зв'язку з небезпекою для людини і тварин, а також несприятливо позначається на життєдіяльності інших мешканців водойм (гідробіонтів) [3, 4]. Як альтернатива хімічним і фізичним засобам контролю росту водоростей все частіше розглядаються бактерії та їх метаболіти, що мають антагоністичний (альгіцидний) ефект на водорості [6, 7]. Бактерії, які здатні лізувати клітини мікроводоростей належать до родів Alteromonas, Flavobacterium, Bacillus, Cytophaga, Saprospira, Myxobacter, Micrococcus, Pseudomonas, Pseudoalteromonas, Vibrio [5].  

Метою нашої роботи було провести скринінг альгіцидної активності штамів бактерій роду Bacillus, виділених з різних джерел та дослідити їх вплив на мікроскопічні водорості.

Альгіцидну активність досліджували при сумісному культивування бацил і ціанобактерій та оцінювали по падінню оптичної густини.

Для визначення впливу бактерій роду Bacillus на ріст ціанобактерій нами досліджено 135 штамів бацил виділених з різних природних джерел (грунт, вода морська та прісна, бавовник, ШКТ людини та тварин).

На першому етапі досліджень нами відібрано 22 активних штами, виділених з грунту та води, які володіли найвищою активністю щодо  Anabaena hassalii, Microcystis aeruginosa, M. рulvereae. Рівень лізису тест-культур даними штамами бацил знаходився на рівні 25 – 61%. Найбільш активними серед 22 відібраних штамів бацил були 6, а саме B.0.2.2.2., 57D, M2, M2a, 10.1, M18Г. Їх лізуюча активність щодо ціанобактерій Anabaena hassabi, Microcystis aeruginosa, M. рulvereae коливалась в межах  45 – 60 %.  

При цьому спостерігалося також знебарвлення суміші від зеленого до світло-жовтого, що свідчить про зміну кількісного складу пігментів ціанобактерій.

Популяції ціанобактерій неоднорідні за морфологічними і фізіолого-біохімічними ознаками, тому можна очікувати відмінностей в чутливості ціанобактерій різного віку до альгіцидної дії бацил. Були досліджені популяції ціанобактерій різного віку: молода – 2 тижні, зріла – 8 і стара культура – 16 тижнів. Найбільш чутливими до альгіцидної дії досліджуваних бацил виявились 2-х та 16-ти тижневі культури ціанобактерій.

При визначенні локалізації альгіцидного фактора бактерій роду Bacillus нами встановлено, що альгіцидна активність проявляється лише в супернатанті, біомаса була неактивною. Це пояснюється тим, що в культуральній рідині, звільненій від бактеріальних клітин, присутні певні бактеріальні метаболіти, які забезпечують альгіцидну активність досліджуваних бацил.

Таким чином, отримані дані дозволяють вважати, що бактерії роду Bacillus мають високу альгіцидну активність і високий потенціал для досліджень в сфері застосування їх для контролю росту ціанобактерій.

Література

1. X. Yang, X. Li, Y. Zhou et al. Novel insights into the algicidal bacterium DH77-1 killing the toxic dinoflagellate Alexandrium tamarense // Science of The Total Environment. – 2014. – V. 482 – 483. – P. 116 – 124.
2. C.Y. Yang, Y. Li, Y.Y. Zhou, W. Zheng, Y. Tian, T.L. Zheng Bacterial community dynamics during a bloom caused by Akashiwo sanguinea in the Xiamen Sea area // China Harmful Algae. – 2012. – V. 20. – P. 132 – 141.
3. X.W. Zheng, B.Z. Zhang, J.L. Zhang, L.P. Huang, J.P. Lin, X.Y. Li et al. A marine algicidal actinomycete and its active substance against the harmful algal bloom species Phaeocystis globosa // Appl. Microbiol. Biotechnol. – 2013. – V. 97. – P. 9207 – 9215.
4. B. Edvardsen, T. Imai. The ecology of hamful flagellates within Prymnesiophyceae and Rapidophyceae. In: Graneli E., Turner J.T., editors. Ecology of Harmful Algae. Berlin Springer; 2006. – P. 67 – 69.
5. S.-C. Park, J.-K. Lee, S. W. Kim, Y. Park. Selective Algicidal Action of Peptides against Harmful Algal Bloom Species // PLoS One. – 2011. – 6(10). – P. 267 – 273.
6. Li Yang, H. Maeda, T. Yoshikawa, Gui-qin Zhou Algicidal effect of bacterial isolates of Pedobacter sp. against cyanobacterium Microcystis aeruginosa // Water Science and Engineering. – 2012. – V. 5(4). – P. 375 – 382.
7.  M. A. M. Mondol, H. J. Shin, M. T. Islam Diversity of Secondary Metabolites from Marine Bacillus // Mar. Drugs. – 2013. – V.11. – P. 2846 – 2872.