Mikrobiol. Z. 2022; 84(4):48-58.
doi: https://doi.org/10.15407/microbiolj84.04.048

Екофізіологічні властивості та гідролітична активність хемоорганотрофних бактерій
Національного природного парку «Голосіївський»

Г.В. Гладка¹, Н.В. Борзова¹, O.В. Гудзенко¹, В.М. Говоруха¹, О.А. Гаврилюк¹,
О.В. Шаблій¹, Л.С. Ястремська², О.Б. Таширев¹

¹Інститут мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України
вул. Академіка Заболотного, 154, Київ, 03143, Україна

²Національний авіаційний університет
Київ, 03058, Україна

Мікроорганізми є складовою будь-якої екосистеми, проте різні види антропогенного впливу можуть змінювати умови ґрунтово-рослинної біоти, впливати на їх кількість та фізіологічні властивості. Метою дослідження було виділити типові мікроорганізми з наземних екосистем Національного природного парку «Голосіївський» (Україна), які не піддаються дії екстремальних факторів, дослідити їх екофізіологічні властивості (резистентність до УФ опромінення, дегідратації, гіперсолоності, температури), а також вивчити позаклітинну глікозидазну та протеолітичну активності. Методи. Об’єктами дослідження були аеробні хемоорганотрофні бактерії, ізольовані за температури 30°С з ґрунту і фітоценозів Національного природного парку «Голосіївський». Для культивування бактерій використовували м’ясо-пептонний агар. УФ опромінення бактерій проводили лампою БУФ-15 (λ=254 нм) в діапазоні 30—1350 Дж/м². Температурний діапазон росту і галотолерантність мікроорганізмів визначали відповідно в діапазоні 1—42°C і 0.1—150 г NaCl/л. Для дослідження ензиматичної активності культури вирощували у глибинних умовах за температури 28°С протягом 4 діб. Для визначення глікозидазної активності використовували синтетичні п-нітрофенільні субстрати, розчинний крохмаль, галактоманан гуару, для протеолітичної — казеїн, еластин та желатин. Результати. З 14 ґрунтових і рослинних зразків Національного природного парку «Голосіївський» ізольовано 37 штамів аеробних хемоорганотрофних мікроорганізмів. Кількість бактерій, виявлених у зимовий період, становила від 9,3×10⁴ до 4,8×10⁵ КУО, у літній період — 4,8×10⁵ до 4,2×10⁶ КУО/г зразків наземних біотопів, представлених 1—4 морфотипами. У даній роботі 69% штамів представлено грампозитивними паличками. Не виявлено домінування пігментованих штамів у культивованих спільнотах. Більшість досліджених мікроорганізмів є психротолерантними та помірними галофілами. Високу резистентність до УФ опромінення показали штами 3g3, 8g1, 8g2, 8g3, ізольовані з чорнозему, відібраного під березою та темно-сірого ґрунту, для яких LD_99,99 становила від 800 до 1100 Дж/м². Помірно резистентними були штами 1g, 4g2, 9g1, 14g2, ізольовані з чорнозему, відібраного на глибині 30—35 см, моху з берези, моху зеленого з піском і грунтом та з моху зеленого з дуба, летальні дози УФ (ЛД_99,99) для яких складали від 280 до 650 Дж/м². Показано, що УФ резистентність не залежить від пігментації та корелює з дегідратацією. Явище стійкості досліджених мікроорганізмів до таких факторів як УФ випромінювання та дегідратація свідчить про наявність у них активних механізмів репарації пошкоджень ДНК. Всі культури проявляли целюлозо- та геміцелюлозодеградувальну активність, а також гідролізували казеїн при вирощуванні на середовищі з мальтозою та соєвим борошном. Для штаму 9g1 показано високу β-ксилозидазну активність. Висновки. Показано, що природні мікроорганізми, які існують в умовах відсутності УФ-стресу, мають високу стійкість до УФ опромінення і дегідратації. Всі культури демонстрували широкий спектр екзогідролазної активності. Вивчені екофізіологічні властивості бактерій, ізольованих з ґрунтів і фітоценозів Національного природного парку «Голосіївський», вказують на широкі адаптаційні можливості цих мікроорганізмів, які виходять за межі дії оточуючих їх факторів. У доступній літературі немає даних, які б визначали гідролітичну активність та резистентність мікроорганізмів помірного регіону України до екстремальних факторів. Отримані експериментальні дані дозволять краще зрозуміти рівень резистентності мікроорганізмів помірних регіонів до екстремальних факторів. Також було виділено нові бактерії з високою деградувальною активністю. Досліджені ізоляти потребують подальшої характеристики та аналізу для застосування у біотехнологічних процесах.

Ключові слова: хемоорганотрофні бактерії, УФ резистентність, психротолерантність, галофільність, глікозидазна та протеолітична активності.

Повний текст (PDF, англ)