Муталистическое отношение клубеньковых бактерий.

Клубеньки – опухоли, на ктр развиваются клубеньковые бактерии.

Бобовые бактерии могут жить сами по себе без клубен бактерий, и наоборот, но если они соединяются, то получаются новые св-ва, клубен бактерии берут из воздуха N2(молекулярный), растения превращ бенол(АК) -> белок.

Бактерии являются ферментами нитрогеноза, ктр способен рвать связи N.

Растения являются поставщиками орган к-т и и сахаров.

Органические к-ты взаимодействуют с NH3=> образуются аминокислоты.

Сахара – дыхание бактерий и выработка энергии.

Можно диагностировать N-индекаторы клубен бакт по цвету:

Леггемоглабин (красный цв) – синтез бакт и раст.

Он окрашивает активные клубеньки в красный или розовый цв, они плотные и упругие, а не активные (где нет реакции) – желтые и дряблые.

Белок бобовых очень близок к белку мяса, а белок сои – аналог жен молока

1/3 N бобовые выделяют в почву, что приводит к плодородию почвы.

Билет №35. Методы микробиологической индикации: по численности и биомассе микробов; метод инициированного микробного сообщества; зоны микробного ответа-гомеостаз, стресс, репрессия.

Бактерии являются группой организмов, которые присутствуют везде. И их вездесущность, быстрые темпы размножения, генетическая изменчивость приводят к тому, что бактерии включены в систему биоиндикации. Сложность в том, что выделено 0,1 бактерий от всего числа поэтому этот метод более оперативный.

Из микробиологических методов выделяют: 1)неспецифические, 2)специфические,3)патогенная микрофлора.

1)Неспецифические:-определение общей численности и биомассы;

- ферментативная активность;

-биохимический состав клеток;

-инициированные сообщества, с выделением реакций отдельных микробных групп.

2)Специфические-выделение конкретных групп бактерий:

-углеводород окисляющие микроорганизмы(уом)-показывают повышенное содержание нефти и нефти продуктов.

3)Патогенные-определяют возбудителей сальмонеллеза, холеры, сибирской язвы, чумы.

Направления микробиологических методов:

1.Функциональные.2.Морфологические3.Таксономичкские4.Экологическое.

Методы количественного учета бактерий.

1.Метод селективной питательной среды :введен Виноградским .Подбор такой пит.среды, которая выявляет большую группу бактерий(комбинированная пит.среда)

-среда с органическим азотом: гнилостные бактерии

- среда без азота: азотофиксаторы

-среда с минеральным азотом: актиномицеты.

Делают посевы того субстрата, которого исследуют, для этого готовят растворы и наблюдают число колоний, считаю КОЕ(колоний образующих единиц) на грамм,м³,м² и др. и сравнивают с фоновой(чистой)зоной.

Плюсы метода посева:

· позволяет выделить только живые клетки

· можно систематически дифференцировать по группам бактерий.

Минусы:

· громоздкий

· точность понижается с количеством разведения

2.Прямой количественный учет под микроскопом.

Готовятся мазки и под микроскопом просчитывается число клеток по формуле N=4а/S*10¹⁰,где

4-площадь мазков(мазок 2*2), а-среднее количество бактерий в одном поле зрения, S-площадь поля зрения

Плюсы:

· дает выявление большего числа бактерий

· мазки- постоянные препараты

Минусы:

· не различает живых и мертвых.

· Не выявляет физиологической группы организмов

· Существует много бактерий, которые невозможно рассмотреть .

Определение массы

1.Объемно-рассчетный метод: бактерии складывают в фигуру и определяют объем. Удельная масса равна 1.объем умножают на численность бактерий.

2.Био-химический метод- связаны с функционированием клетки:

· Выделение СО₂ на хлороформ;

· Определение АТФ соединения

· Определение муренина азотсодержащих полисахарид, входящих в состав клетки

· Определение хлорофилла для бактерий

· Определение липидов, ПЦР(последовательно цепных реакций), ДНК

Инициирование микробных сообществ: амилолитический, хитилолитический.

Выделяют стадии:

1.Гомеостаз-нет изменений по сравнению с фоновой зоной;

2.Зона стресса-уменьшени/увеличение численности

3.Микробный токсикоз

4.Зона регрессии- подавление биологических факторов(исчезновение).

Билет №36. Функциональный, морфологический, таксономический анализ.

Способы микробиологической биоиндикации.

1.Функциональный.

2.Морфологический

3.Таксономический

4.Экологический

1.Функциональный-выделение функциональных групп и использование методик, помогающих определить активность обмена веществ.

Делают вывод о численности групп: гидролитиков, копиотрофов, олиготрофов, автотрофов

Выделяют с помощью посева.

Гидролитики-бактерии и грибы ,которые за счет выделения экзо ферментов (целлюлозы ,проктазы, нулкеопротеазы, пектиназы)способны осуществить гидролиз сложных микроорганизмов.-показывают массовое накопление органических веществ в земле.

Копиотрофы-группа микроорганизмов не способных к гидролизу,но развивающиеся в среде богатой органическими веществами(продукты гидролиза). Выделяются посевом. Показывают активность гидролитиков(идет процесс гидролиза).

Олиготрофы- показывает малую концентрацию органических веществ(бедность питательными веществами).

Автотрофы-показывает наличие минеральных солей, СО_2;цианобактерии не азотфиксирующие- показывает много минерального азота,цианобактерии азотфиксирующие- наличие фосфора.

2.Морфологический-показывает размеры и формы клеток.

Если: 1) -_- или начальный этап гидролиза

2) гидролиз завершается

Чем меньше размер клетки, тем загрязнённей: Нано формы бактерий(d=0,125-0,150мкм).

В качестве сравнения берут % или индекс токсичности по сравнению с фоновой зоной ИТ=Т₀/Т_к , где Т-любой показатель(масса, концентрация, активность ферментов), Т₀-опытный,Т_к- контрольный.

ИТ=1-чистый,ИТ≤ угнетение, чем меньше, тем загрязненней.

3.Таксономический-выделение таксономических групп: прокариоты - цианобактерии, сапротрофы, немицинальные бактерии; водоросли -зеленые, желто-зеленые, диатоновые; грибы- мицелиальные ,немицелиальные(дрожжи);простейшие- амебы, инфузории, жгутиковые .

4.Экологический-выделение групп, обитающих в определенной среде:

-аэробы, факультативные аэробы,строгие аэробы. Показывают обеспеченость О₂ или NO_2.

-По температуре: психрофилы(-2..+15), мезофилы(+5…+40), термотолерантные(+40..+60), термофилы(≥100 до +400) определяется посевом при разных температурах,

- По ph: посев подгоняют под определенный ph. Ацидофилы( 1..5), нитрофилы(6,0..7,0), алкофилы(8..11)

Билет №37.Альгоиндикация.

Альгоиндикация- метод оценки окружающей среды с помощью водорослей( введен Э.А.Штина).

Принципы:

1. Водоросли- компоненты всех сред

2. В почве и в водоемах присутствую водоросли многих отделов.

3. В норме численность составляет:

- в воде 10тыс кл/мл

-в почве 100..100 миллионов кл/г

4. Водоросли- источник питания, т.е. повышенные пит.среды.

5. Клетки водорослей способны удерживать загрязненные вещества(тяж. Ме), т.е. как очистители.

Водоросли используют в:

- индикация

- биотестирование

- биоремеация

- очистка окр.среды от патогенных микроорганизмов, путем выделения антибиотиков.

Альгоиндикация- характеристика почвенных экосистем.

Включает в себя методы, основанные на определении группового состава, видового состава, субкцессионого состава и объединенного альго-микологическом анализе, анализ видового разнаобразия.

1.Определенние видового разнообразия и анализ видового разнообразия.

Когда определяют вид, опираются на морфологический, биохимический, генетические признаки.

Этот метод требует высокой квалификации, дорогое оборудование, наиболее трудоемкий.

Водоросли разных отделов отличаются набором пигментов(фотосинтетических), составом запасных пит.веществ.

При определении видового состава при повышенной концентрации загрязненных веществ наблюдается понижение видового разнообразия, что проявляется и на высших растениях.

Если однокомпонентные загрязнения, то наблюдается прямая зависимость между токсикантом и видами, вплоть до исчезновения видов.

При комплексном загрязнении может наблюдаться резкое понижение/повышение видового разнообразия. Это объясняется тем, что различные загрязнения расширяют экологические ниши для микробов/водорослей/цианобак./, устойчивым к загрязнению.

Вывод: Этот метод применим только при монотомном загрязнении и не подходит при комплексных загрязнениях. Позволяет выявить более чувствительные виды и более устойчивые. Чувствительные применяются как тест-организмы, устойчивые- создание бипрепаратов, которые восстанавливают загрязненные почвы.

2.Групповой анализ- определение не видов, а наиболее крупных групп(отделов)

Применим при анализе «цветение почвы»- массовое размножение водорослей и цианобак.на поверхности. Почва меняет окраску, приобретает зеленый, желто-зеленый и др. цвета. Заметно не вооруженным глазом при 30 000кл/см². В лаборатории:почва смачивается водой, через 2 недели смотрим в микроскоп. пересчитывается в процентное отношение, составляются индекционные шкалы.

-если выделяются все группы(одноклеточные, нитчатые, диатоновые, азотфиксирующие, неазотфиксирующие) почва в норме.

-возрастание одной группы- зона риска.

- выпадает одна групп- зона кризиса.

- если почти нет групп- катастрофа.

«цветение воды» патология , избыток патогенных веществ. Главным компонентом является цианобак., выделяя яд(токсины) и при умирании разлагается,расходую на это О₂ и выделяя ядовитые вещества.

Альгосукцессии :- необходимо знать нормальный, природный ход альгосукцессии.

Изучение водорослей в Кировской области показало, что нормальный ход альгосукцессии складывается из:

Вегетативный (май-октябрь)

Май- развитие одноклеточных, зеленых; Июнь + нитчатые(показывает обеспеченость влагой и пит.веществами); Июль+б/гетероцистные цианобак.(т.к. идет процесс гниения);Август-октябрь+гетероцистные цианобак.(усваивают азот).

Любой сбой последовательности означает загрязнение.

Билет №38. Микологический анализ.

1.Определение видового разнообразия- чем меньше, тем загрязненней.

2. Увеоичение доли грибов-оппортуников(микрогрибы, которые от сапротрофов переходят в паразитизм) показывает загрязнение.

3. Увеличение грибов-токсинообразователях показывает на «утомление почвы»- наличие пит.веществ (внесение удобрений) в почве не обеспечивает рост растений.

4.Микологический анализ состояния почвы по соотношению структуре популяции микромицетов форм с окрашеным и б/цветным мицелием.

В почве обитают микроорганизмы, у которых можно разглядеть цвет мицелия. Цвет зависит от меланина- пигменты темного цвета, придает стойкость группе(приспособленость к окр.среде).Чем больше солнца, тем больше окрашеных. Если окрашеных ≥50%-загрязнение; ≥70%-сильное загрязнение;≥90%-паталогия.3

Билет №39.Лихеноиндикация.

Лихеноиндикация-более доступный метод.

Лишайники=грибы+водоросли/цианобак.

Грибы- поглощают воду и мин.соли, закрепители, разлагатели.

Водоросли- создают органические вещества, азот.

Бывают:1. Накипные 2.Листовые 3.Кустистые.

Обладают чувствительностью : SO₂,NO₂,F, Cl_.Сразу же исчезают.

Показатели:

1.Проективное покрытие- покрытие коры деревьев лишайников в чистой среде и загрязненой.

2.Видовое разнообразие. Чем меньше,тем загрязненней.

3.Количество особей доминирующих видов.