Вестник МГТУ. 2018, том 21, № 2.

Вестник МГТУ. 2018. Т. 21, № 2. С. 221-227. DOI: 10.21443/1560-9278-2018-21-2-221-227 УДК 579.68 + 574.632 +574.58 Д. В. Пуговкин, Е. С. Мирошниченко, Г. М. Воскобойников, Дж. Б. Йенсен, А. В. Ляймер Об устойчивости эпифитных цианобактерий Кольского залива к воздействию нефтяных углеводородов в водной среде Эпифитные сообщества цианобактерий водорослей Fucus vesiculosus L. Кольского залива способны переносить высокое содержание нефтепродуктов в среде. Представлены результаты исследования устойчивости эпифитных цианобактериальных сообществ к нефтяному загрязнению с использованием как классических (культуральных), так и молекулярно-генетических методов микробиологического анализа. Объектом исследования были эпифитные цианобактерии, обитающие на поверхности бурых водорослей Fucus vesiculosus L. Доля данной группы микроорганизмов в бактериоценозах из акватории с хроническим загрязнением нефтепродуктами достигает 6,8 % от всего бактериального сообщества. Морфологически эпифитные цианобактерии представлены как одиночными клетками, так и нитчатыми, и колониальными формами с мелкими клетками (1 -2 мкм). Проведены эксперименты по определению устойчивости эпифитных цианобактерий к высоким концентрациям нефтяных углеводородов. В лабораторных условиях при экспозиции чистых культур цианобактерий в питательной среде с добавлением дизельного топлива видимого роста не отмечено. У культур, экспонированных в условиях темноты, произошло увеличение интенсивности синего окрашивания нитей. Выживаемость цианобактерий при длительном периоде темноты в присутствии нефтепродуктов может указывать на переход от автотрофного питания к гетеротрофному, а также на высокую адаптивную способность эпифитных цианобактериальных сообществ фукусовых водорослей к условиям хронического нефтяного загрязнения. Ключевые слова: нефтяные углеводороды, эпифитные цианобактерии, углеводородокисляющие бактерии, Fucus vesiculosus. Введение В настоящее время роль цианобактерий арктических морей в биодеградации нефтяных углеводородов (НУ) исследована в недостаточной степени. Большая часть работ проведена в странах c умеренным климатом [1 -6 ] или на юге России [7; 8]. В результате изучения вклада цианобактериальных матов в биодеградацию нефтепродуктов показано, что в разложении углеводородов непосредственное участие могут принимать ассоциированные с ними аэробные гетеротрофные бактерии [1]. Исследования отклика цианобактериальных матов на загрязнение нефтепродуктами осуществлялись с помощью культуральных методов [1-8], заключающихся в том, что в качестве объектов использовались части микробных матов, биопленки или альгологически чистые культуры. Работы, проведенные с аксеническими культурами цианобактерий, показали, что чистые культуры способны выдерживать загрязнение нефтепродуктами и расти в их присутствии [9]. При этом они могут не участвовать в расщеплении углеводородов ни автотрофно, ни гетеротрофно. Природные же цианобактериальные сообщества обладают высокой активностью окисления НУ [9]. Основной целью работы являлось определение устойчивости эпифитных цианобактериальных сообществ к нефтяному загрязнению с помощью культуральных методов и методов молекулярной биологии. Материалы и методы В качестве объекта исследования были выбраны эпифитные цианобактерии, обитающие на поверхности бурых водорослей Fucus vesiculosus L. Пробы водорослей отбирались на литорали на западном берегу южного колена Кольского залива в районе Абрам-Мыс (68°58' с. ш., 33°01' в. д.), где находится наибольшее количество источников загрязнения среды нефтепродуктами. Выделение всей бактериальной ДНК эпифитных бактерий фукуса проводили по методу Total DNA с помощью фенол-хлороформной экстракции [10]. Для молекулярно-генетического анализа применяли метод секвенирования следующего поколения (NGS) - 454-секвенирование, GS FLX Titanium Series Lib-A Chemistry [11]. Секвенирование осуществляли в компании Macrogen Inc. (Южная Корея) по методике, разработанной компанией Roche (Южная Корея). В ходе лабораторных экспериментов использовали культуры цианобактерий (чистые культуры P ho rm id ium laetevirens , L e ib le in ia n o rd g a a rg ii , выделенные с литорали Кольского залива, и смесь двух культур Leptolyngbya sp .) на питательной среде BG-11 [12], приготовленной на морской воде. Экспериментальное культивирование проводили в течение трех недель при искусственном освещении и в темноте в пробирках, завернутых в фольгу и помещенных в закрытый шкаф, в стандартной трехкратной повторности. В качестве нефтепродукта применяли летнее дизельное топливо (ДТ), которое в избытке добавляли в питательную 221