Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Том 94, № 6 (2025)
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
СТРУКТУРА СООБЩЕСТВА АНОКСИТЕННЫХ ФОТОТРОФНЫХ БАКТЕРИЙ И ОСОБЕННОСТИ ЗЕЛЕНЫХ СЕРОБАКТЕРИЙ В МЕРОМИКТИЧЕСКОМ ОЗ. БОЛЬШИЕ ХРУСЛОМЕНЫ (О. ОЛЕНИЙ, КАНДАЛАКШСКИЙ ЗАЛИВ БЕЛОГО МОРЯ, МУРМАНСКАЯ ОБЛАСТЬ, РОССИЯ)
Аннотация
В марте 2019 года проведены гидрохимические и микробиологические исследования меромиктического оз. Большие Хрусломены, искусственно отделенного от основного морского бассейна Белого моря. Показано, что гидрохимические параметры воды озера в марте 2019 и в марте 2017 годов практически совпадали, что подтверждает меромиктический статус водоема. В работе впервые применен метод разделения бактериохлорофиллов зеленых серных бактерий (ЗСБ) из спектров поглощения озерной воды, ранее разработанный на монокультурах ЗСБ. Согласно расчету, доля Бхл e коричнево-окрашенных ЗСБ в пике развития сообщества достигала трети от общего содержания Бхл (d + e). Показано, что даже малое содержание коричнево-окрашенных серобактерий, стабильно выживающих в воде озера, может замаскировать собой присутствие зелено-окрашенных серобактерий. В сообществе зоны хемоклина среди аноксигенных фотографиях бактерий (АФБ) доминировали Chlorobium phaeovibrioides (97.9—99.8% от всего сообщества АФБ). Также найдены Thiocapsa rosea, Thiocystis gelatinosa и Thiohalocapsa halophila. Микроскопические исследования коричнево-окрашенных изолотов вида Chlorobium phaeovibrioides показали высокое разнообразие морфотипов клеток и клеточных агрегатов (извитые нити, закрученные спирали, короткие цепочки), характерное для зелено-окрашенных бактерий вида Chlorobium phaeovibrioides (DSM 265) (ранее Chlorobium vibriforme sbsp. thiosulfatophilum DSM 265).
Микробиология. 2025;94(6):497–510
497–510
ФОТОТРОФНЫЕ СООБЩЕСТВА АЛЬГО-БАКТЕРИАЛЬНЫХ МАТОВ УНИКАЛЬНОГО РЕЛИКТОВОГО СОЛЕНОГО ВОДОЕМА МАНЫЧ-ГУДИЛО
Аннотация
Озеро Маныч-Гудило — реликтовый водоем, возникший 2–3 миллиона лет назад на месте древнего пролива, соединявшего Черное и Каспийское моря. Общая минерализация воды озера в засушливый период превышает 50 г/л, причем в рассоле отмечается высокое содержание сульфатов и магния по сравнению с соленым составом воды Мирового океана. Береговая линия озера изрезана заливами и отделяющимися мелководными водоемами. В статье приводятся результаты исследования биоразнообразия микроорганизмов, формирующих альго-бактериальный мат в мелководном водоеме с переменной соленостью от 40 до 70 г/л, связанный с озером Маныч-Гудило. Исследованный микробный мат имеет черты, характерные для “сульфурета”, сообщества с интенсивным круговоротом серы. Основными продуцентами органического вещества в бентосном сообществе являются микроводоросли рода Cladophora и нитчатые цианобактерии. Получен ряд чистых культур аноксигенных фотогрофных бактерий, среди которых преобладали галофильные пурпурные серобактерии Ectothiorhodospira marina и Lamprobacter modestohalophilus, а также зеленые серобактерии Prosthecochloris sp. Присутствующие в сообществе несерные пурпурные бактерии Rhodovulum adriatica проявляли способность использовать сульфид в процессе фотосинтеза. Все идентифицированные виды типичны для микробного мата соленых и гиперсоленых водоемов с повышенным содержанием сульфата и двухвалентных катионов. В лабораторных условиях при солености 80 г/л, по принципу колонки Виноградского, был воспроизведен альго-бактериальный мат. Микробное разнообразие экспериментального мата определяли методом секвенирования фрагментов гена 16S РНК. Полученные данные расширили представление о видовом разнообразии бактерий микробного мата, адаптированного к существованию в экстремальных условиях гиперсолености.
Микробиология. 2025;94(6):511–526
511–526
METHANOCULLEUS BOVIS SP. NOV., НОВАЯ МЕТАНООБРАЗУЮЩАЯ ВОДОРОДИСПОЛЬЗУЮЩАЯ АРХЕЯ ИЗ РУБЦА КОРОВЫ
Аннотация
Из содержимого рубца коровы (Московская область, Россия) выделена новая метанообразующая архея — штамм 7TT. Морфологически штамм представляет собой неподвижные кокковидные клетки неправильной формы размером 1.3—4.3 мкм и их небольшие агрегаты. В качестве энергетических субстратов для метаногенеза штамм использует исключительно смесь водорода и углекислоты и требует присутствия ацетата в среде культивирования. Клетки растут при температуре 20—53°С (оптимум 45°С), рН 6.5—7.8 (оптимум рН 7.2—7.4) и толерантны к содержанию NaCl до 0.34 М. По данным анализа последовательности гена 16S рРНК новый метаноген принадлежит к роду Methanoculleus, имея с ближайшим к нему видом этого рода M. bourgensis MS2T уровень сходства этого гена 98.16%. Среднее нуклеотидное сходство (ANI) между геномами штаммов 7TT и M. bourgensis MS2T составило 88.24%, а виртуальная оценка гибридизации геномов этих двух штаммов составила 31.40%. Содержание Г + Ц геномной ДНК составляет 61.27% мол. %. На основании данных филогенетического анализа и физиолого-биохимических свойств изолята мы предлагаем отнести выделенный штамм 7TT (= VKM B-3409T = JCM 39547T) к новому виду Methanoculleus bovis sp. nov.
Микробиология. 2025;94(6):527–539
527–539
УГЛЕВОДОРОДОКИСЛЯЮЩИЕ АКТИНОМИЦЕТЫ ИЗ ОЗЕРНОГО САПРОПЕЛЯ
Аннотация
В актиномицетном сообществе озерного сапропеля ООО ТПК “Камский сапропель” (Набережные Челны, Республика Татарстан, РФ) выявлена высокая численность культивируемых бактерий рода Streptomyces (7.84 ± 0.9) × 107 КОЕ/г. В чистую культуру выделено 14 штаммов стрептомицетов, растущих в широком диапазоне температур и содержания хлорида натрия, обладающих гидролитической, антибиотической и уреазной активностью, способных к биопленочному росту, при росте на сырой нефти изменяющих реологические характеристики культуральной жидкости (Δσ межфазного натяжения до 23 мН/м). Выявлена способность стрептомицетов деградировать н-алканы нефти с длиной цепи C11−C30, внесение крахмала в среду активировало этот процесс. Это делает стрептомицеты перспективными агентами как для использования в биотехнологиях повышения нефтеизвлечения пластов, так и при создании биопрепаратов по очистке почв от загрязнения нефтью и нефтепродуктами.
Микробиология. 2025;94(6):540–548
540–548
ОСОБЕННОСТИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ БЕТАИНА ГАЛОАЛКАЛОФИЛЬНОЙ БАКТЕРИЕЙ ALKALIPHILUS PEPTIDIFERMENTANS ПРИ РОСТЕ НА АМИНОКИСЛОТАХ И ЭТАНОЛАМИНЕ1
Аннотация
Изучена способность галоалкалофильной анаэробной бактерии Alkaliphilus peptidifermentans Z-7036T к использованию бетаина в окислительно-восстановительных реакциях в качестве акцептора электронов. При росте на серине/треонине выявлено не известное ранее молярное стехиометрическое соотношение с бетаином 1: 2. Для объяснения этого феномена предложен путь разложения данных аминокислот и определены места сопряжения с бетаинредуктазным комплексом. Измерены активности ключевых ферментов метаболизма треонина и серина. Впервые продемонстрирована реакция Стикленда с бетаином для пролина и орнитина и предложено обоснование ее реализации. Выявлены биохимические механизмы, за счет которых возможно восстановление бетаина при росте на этаноламине. На основании аннотации генома построены схемы метаболических путей распада треонина, серина, пролина, глутамата, аргинина, орнитина и этаноламина. Для всех используемых субстратов определены продукты обмена и получены стехиометрические соотношения с бетаином и продуктами.
Микробиология. 2025;94(6):549–564
549–564
СЕРИНОВЫЙ ВАРИАНТ ВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО ГЛИЦИНОВОГО ПУТИ ФИКСАЦИИ СО2 У АНАЭРОБНОГО ТЕРМОФИЛА PARVIVIRGA HYDROGENIPHILA
Аннотация
Parvivirga hydrogeniphila Es71-Z0120 — термофильная бактерия, способная к анаэробному росту в диапазоне 25–70°C (оптимум 47–60°C) и pH 6.0–8.5 (оптимум 6.8–7.2) и использующая молекулярный водород или формиат в качестве доноров электронов, а Fe(III) в качестве акцептора. Геномный анализ выявил наличие генов сериновой ветви восстановительного глицинового пути при отсутствии генов глицинредуктазы. Протеомные исследования продемонстрировали повышенную экспрессию других ключевых ферментов этого пути: формиатдегидрогеназы, метилтетрагидрофолат циклогидролазы, системы расщепления глицина и серингидроксиметилтрансферазы. Скорость автотрофной фиксации углерода составила 0.357 фмоль C/кл. день, что сопоставимо с показателями известных автотрофных микроорганизмов. Полученные результаты указывают на функционирование у P. hydrogeniphila автотрофной ассимиляции CO2, причем наиболее вероятным является сериновый вариант восстановительного глицинового пути. Результаты исследования вносят вклад в понимание метаболического разнообразия анаэробных микроорганизмов и расширяют знания о распространении различных механизмов фиксации углерода у микроорганизмов, принадлежащих к новым филогенетическим группам.
Микробиология. 2025;94(6):565–572
565–572
ПЛЕЙОТРОПНЫЕ ЭФФЕКТЫ НОКАУТ-МУТАЦИЙ В ГЕНАХ TPS1 И TPS2, КОДИРУЮЩИХ ФЕРМЕНТЫ БИОСИНТЕЗА ТРЕГАЛОЗЫ У SACCHAROMYCES CEREVISIAE 1
Аннотация
Гены TPS1 и TPS2, кодирующие трегалозо-6-фосфатсинтазу и трегалозо-6-фосфатфосфатазу, играют важную роль в защите клеток дрожжей и грибов от температурных стрессов, обезвоживания и окислителей, так как устойчивость к этим стрессам требует накопления трегалозы. В данной работе показано, что штаммы Saccharomyces cerevisiae с нокаут-мутациями в генах TPS1 и TPS2 обладают большей устойчивостью к воздействию ионов тяжелых металлов и щелочному стрессу по сравнению с родительским штаммом. Эти мутации не приводят к существенным изменениям в содержании полифосфатов в клетках, что говорит об отсутствии прямой взаимосвязи между гомеостазом фосфора и способностью к накоплению трегалозы. У мутанта TPS2 наблюдается изменение локализации белка клеточной стенки Bgl2p: белок обнаруживается внутри клетки. Предполагается, что устойчивость штаммов нокаутов к ионам тяжелых металлов и щелочи связана с дополнительными плейотропными эффектами указанных мутаций.
Микробиология. 2025;94(6):573–581
573–581
РОЛЬ ОСМОЛИТОВ И МЕМБРАННЫХ ЛИПИДОВ В АДАПТАЦИИ К ХОЛОДУ У ПСИХРОФИЛЬНОГО АСКОМИЦЕТА LEUCONEUROSPORA PULCHERRIMA
Аннотация
Согласно скорости роста при различных температурах, аскомицет Leuconeurospora pulcherrima относится к психрофилам, так как растет в диапазоне температур от −2 до 22.5°С, а оптимум роста наблюдается при 15°С. Для изучения механизмов адаптации к холоду гриб выращивали в глубинной культуре при оптимальной (15°С) и пониженной (5°С) температурах. Количество осмолитов при 15°С достигало 10%, а в холодных условиях ‒ вдвое ниже. В составе осмолитов гриба при оптимальной температуре доминировали трегалоза (60% от суммы) и полиол маннит (30%), и в процессе роста их соотношение не изменялось. При 5°С в процессе роста их соотношение также оставалось неизменным, однако немного увеличивалась доля маннита (35%) и снижалась доля трегалозы (55%). В профиле мембранных липидов при обеих температурах доминировали фосфатидилэтаноламины, фосфатидные кислоты и фосфатидилхолины. При 15°С в процессе роста доли основных фосфолипидов не изменялись, только вдвое повышалась доля стеринов. Напротив, в процессе роста при 5°С наблюдался существенный рост доли фосфатидилэтаноламинов и фосфатидилхолинов на фоне снижения доли фосфатидных кислот, тогда как доля стеринов оставалась постоянно низкой. В оптимальных условиях в составе жирных кислот фосфолипидов доминировали линолевая кислота (60% от суммы), а при 5°С – линолевая и линоленовая, что приводило к значительному повышению степени ненасыщенности (до 2.0). Таким образом, для адаптации к холоду гриб регулирует текучесть мембран путем значительного роста относительного содержания линоленовой кислоты в фосфолипидах, снижения соотношения стерины/фосфолипиды, доминирования небислойных липидов в мембранах, увеличения соотношения маннит/трегалоза.
Микробиология. 2025;94(6):582–593
582–593
МОЛЕКУЛЯРНЫЙ АНАЛИЗ ФИЛОГЕНЕТИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ ГАЛОФИЛЬНЫХ МЕТИЛОТРОФНЫХ БАКТЕРИАЛЬНЫХ СООБЩЕСТВ1
Аннотация
Методом метабаркодирования генов 16S рРНК исследован состав четырех устойчивых галофильных метилотрофных бактериальных сообществ (3Sol, GBL, SBL, 8sh_L), сформировавшихся в лабораторных условиях в результате длительного периодического культивирования на минеральной среде с метанолом образцов вод соленых озер — Дунино (Оренбургская область), Большого Медвежьего и Малого Медвежьего (Курганская область), а также Индийского океана. С помощью биоинформатического анализа получено 35892 прочтения, которые были сформированы в 105 амплифицированных вариантов последовательностей (ASVs). Показано, что во всех четырех галофильных метилотрофных сообществах преобладали представители семейства Methylophagaceae, метилотрофы рода Methylophaga, а среди ассоциированных с ними галофильных гетеротрофных микроорганизмов преобладали представители семейства Halomonadaceae, бактерии родов Vreelandella и Halomonas. Метилотрофные штаммы исследуемых сообществ представлены некультивируемыми бактериями, вероятно, метаболически связанными с гетеротрофами. Из сообщества 3Sol выделен штамм Vreelandella titanicae, который изучен в искусственной ассоциации с метилотрофом Methylophaga marina BKM B-2056T.
Микробиология. 2025;94(6):594–604
594–604
АНАЛИЗ БИОПЛЕНОК, СФОРМИРОВАННЫХ БАКТЕРИЯМИ РОДА AZOSPIRILLUM, В ПОЧВЕ1
Аннотация
Штаммы Azospirillum baldaniorum Sp245 и A. brasilense Sp7 формировали моно- и многослойные биопленки на поверхности корней пшеницы, как в стерильных условиях гидропоники, так и в условиях нестерильной почвы. Для визуализации бактериальных биопленок in situ использовали производные этих штаммов, несущие плазмиду с геном флуоресцирующего белка GFP. Биопленки азоспирилл/компоненты их матрикса связывались с почвенными частицами, образуя в почве агрегаты, что влияло не только на ее структуру, но и на сцепление почвы с корнями растений. В условиях краткосрочной засухи в корневой системе растений, инокулированных азоспириллами, бактерии в биопленках, сформированных на поверхности эпидермиса корня и корневых волосков, продуцировали GFP. Высевы с корней этих растений показали, что колонии GFP+ являются азоспириллами. Инокуляция штаммами Sp7 и Sp245 положительно влияла на относительное содержание воды в листьях растений, находящихся в условиях, моделирующих краткосрочную засуху в почве.
Микробиология. 2025;94(6):605–623
605–623
АКТИВНОСТЬ ПИЩЕВАРИТЕЛЬНЫХ ФЕРМЕНТОВ И СООБЩЕСТВО КИШЕЧНОЙ МИКРОБИОТЫ У АФРИКАНСКОГО СОМА CLARIAS GARIEPINUS
Аннотация
Для повышения эффективности роста и скорости накопления биомассы рыб, выращиваемых в условиях аквакультуры, необходимы сведения об активности пищеварительных ферментов и составе микробиоты кишечника, принимающих участие в переваривании основных компонентов корма. В нашей работе впервые исследована активность гликозидаз и протеиназ в слизистой оболочке кишечника и химусе, а также состав кишечного микробиома двух размерных групп африканского сома Clarias gariepinus, выращенного в бассейнах с замкнутой системой водоснабжения. Общая амилолитическая и общая протеолитическая активность были значительно выше у мелких рыб по сравнению с крупными, активность дисахаридаз (сахаразы и мальтазы) в слизистой оболочке кишечника не зависела от размера рыбы. В обеих размерно-возрастных группах африканского сома доминировали пять филумов бактерий: Pseudomonadota, Bacillota, Actinomycetota, Fusobacteriota и Bacteroidota. В группе мелких рыб Pseudomonadota составляли почти половину числа кишечных бактерий, у крупных сомов распределение этих филумов бактерий более равномерное. Впервые выявлена связь между активностью пищеварительных ферментов и относительной численностью бактерий различных таксонов. Наибольшая положительная корреляция в химусе мелких сомов выявлена для общей протеолитической активности с бактериями порядка Lactobacillales класса Bacilli; у крупных сомов – с бактериями порядков Actinomycetales и Bacillales, а общей амилолитической активности – с бактериями порядка Fusobacteriales и Clostridiales (Eubacteriales). Полученные данные могут быть использованы для коррекции состава микробиома и пищеварительных ферментов с целью получения большей биомассы сомов в аквакультуре.
Микробиология. 2025;94(6):624–636
624–636
ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ И ТОКСИГЕННЫЕ СВОЙСТВА STACHYBOTRYS CHARTARUM, РАЗВИВАЮЩЕГОСЯ НА ТЕХНОГЕННЫХ СУБСТРАТАХ
Аннотация
Проведена оценка потенциальной опасности токсинообразующего гриба Stachybotrys chartarum, выявляемого в стенах зданий Санкт-Петербурга, изучены его хемотип-специфичные признаки, токсичность конидий и культуральных жидкостей. Нами впервые в России изучен состав белков, относительное количественное содержание трихотеценовых микотоксинов, а также качественный состав трипренилфенолов этого гриба. Отмечено, что S. chartarum часто встречается в помещениях Санкт-Петербурга на сырых отделочных материалах, содержащих целлюлозу, доминируя по показателю обилия по отношению к другим представителям микобиоты. Показано, что токсическое действие кониций изученных штаммов S. chartarum в отношении Paramecium caudatum обусловлено трихотеценовыми микотоксинами, а токсичность культуральных жидкостей — трипренилфенолами, в частности, стахиботридиалом. Выявленная потенциальная способность 27% изученных штаммов S. chartarum к синтезу макроциклических трихотеценовых микотоксинов и 53% штаммов к синтезу стахилизина указывает на опасность этих микромицетов для жителей контаминированных помещений.
Микробиология. 2025;94(6):637–652
637–652
ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПЛЕНКИ ИЗ ХИТОЗАНА С УЛУЧШЕННЫМИ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИМИ И АНТИБАКТЕРИАЛЬНЫМИ СВОЙСТВАМИ ПРОТИВ BACILLUS SUBTILIS И ESCHERICHIA COLI
Аннотация
Путем комплексообразования хитозана, полученного механохимическим способом в двухшнековом экструдере, с сульфатом декстрана в разных соотношениях (1 : 1, 1 : 2 и 2 : 1) сформованы наночастицы и исследованы методом динамического лазерного светорассеяния для оценки их гидродинамического радиуса и дзета-потенциала. Проведена оценка влияния роста концентрации наполнителя в виде полученных наночастиц (от 0 до 5%) на физико-механические характеристики пленок на основе хитозана, а также их антимикробную активность в отношении грамположительной бактерии Bacillus subtilis, грамотрицательной бактерии Escherichia coli и мицелиального гриба Aspergillus niger. Результаты показали, что свойства пленок зависят от концентрации наноразмерного наполнителя, обеспечивая наилучшие показатели деформационно-прочностных свойств, непрозрачности и антибактериальной активности при наибольшем содержании наночастиц. Таким образом, в ходе исследования использованы возможности хитозана, такие как пленкообразование и комплексообразование, для демонстрации потенциала получения на его основе упаковочных материалов с улучшенными функциональными свойствами с минимальными ресурсными затратами.
Микробиология. 2025;94(6):653–663
653–663
АНТИФУНГАЛЬНАЯ АКТИВНОСТЬ ОБОЛОЧЕЧНЫХ НАНОЧАСТИЦ АСПАРАГИНАТА ХИТОЗАНА
Аннотация
Исследовано антифунгальное действие оболочечных наночастиц аспарагината хитозана, полученных самосборкой in situ протонированных макроцепей, в отношении 9 видов аскомицетов и 2 видов базидиомицетов различных физиолого-экологических групп и при искусственном заражении проростков пшеницы мягкой патогенным грибом Rhizoctonia sp. в культуре in vitro. Установлено, что биопрепарат обладает антифунгальной активностью против широкого круга почвообитающих сапротрофных и фитопатогенных грибов, возрастающей с увеличением концентрации препарата в диапазоне 0.001–0.1 г/дл. Подавление роста мицелия под влиянием наночастиц отмечено для грибов Trichoderma harzianum (до 81.3%), Fusarium oxysporum (39.1%), Schizophyllum commune (37.9%), Lecanicillum aphanocladii (30.4%), Alternaria sp. (33.0%), Botrytis sp. (30.0%), Trichoderma viride (25.3%), Sclerotinia cf. Sclerotiorum (18.0%), Rhizoctonia sp. (15.0%), Talaromyces sayulltensis (7.0%) и Pleurotus ostreatus var. Florida (6.1%). Вместе с тем обнаружено стимулирующее влияние на рост выделенного из ризосферы аскомицета T. sayulltensis (20%) низкой концентрации наночастиц. Rhizoctonia sp. в культуре in vitro в сравнении другими фитопатогенами демонстрировал более высокую устойчивость к биопрепарату, однако обработка семян дисперсией наночастиц с последующим выращиванием на искусственном инфекционном фоне в присутствии спор гриба снижала степень поражения и уровень развития болезни растения до 33%. Обсуждаются возможные механизмы антифунгального действия наночастиц хитозана. Полученные данные позволяют предложить препараты на основе дисперсии наночастиц аспарагината хитозана в качестве безопасного биоразлагаемого антифунгального препарата в практике защиты растений от фитопатогенных грибов.
Микробиология. 2025;94(6):664–675
664–675
ХРОНИКА
К 90-ЛЕТИЮ ОБРАЗОВАНИЯ ИНСТИТУТА МИКРОБИОЛОГИИ ИМ. С.Н. ВИНОГРАДСКОГО И 10-ЛЕТИЮ ФЕДЕРАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ЦЕНТРА “ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ БИОТЕХНОЛОГИИ” РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
Микробиология. 2025;94(6):676–678
676–678