Трофическая активность беспозвоночных и их воздействие на почвенные микроорганизмыНИР

Источник финансирования НИР

грант РФФИ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. Исследование воздействия пищеварительной активности многоножек и дождевых червей на жизнеспособность бактерий и грибов
Результаты этапа: Исследования механизмов зоомикробных взаимодействий - одно из актуальных направлений биологии почв и экологии и также представляется перспективным в биотехнологии при поиске новых микроорганизмов и веществ с антимикробной активностью. Питаясь, беспозвоночные животные изменяют состав и активность почвенных организмов, проходящих через их пищеварительные тракты. В проекте предполагается впервые охарактеризовать реакции разнообразных бактерий, грибов, инфузорий и нематод, выделенных из разных сред обитания, на действие пищеварительных веществ (ПВ) из кишечников дождевых червей и сапротрофных многоножек. Из пищеварительных жидкостей животных будут получены белковые и небелковые фракции разной молекулярной массы и протестированы на способность изменять жизнеспособность, рост и биохимическую активность тест-организмов. Будут определены действующие и пороговые концентрации ПВ и их эффекты, в том числе при перекрестном действии на тест-организмы. Предполагается описать модифицирующее влияние гуминовых веществ как природных биополимеров на активность ПВ животных. Особое внимание будет уделено исследованию так называемой киллерной активности ПВ, являющейся причиной почти мгновенной гибели клеток за счет деструкции мембран, впервые обнаруженной авторами ранее. Эти вещества предполагается выделить, идентифицировать, некоторые из них синтезировать и проверить биологическую активность и специфичность действия на бактерии, грибы и микроскопических животных. Будут использованы современные методы молекулярно-генетической идентификации микроорганизмов, методы гель-фильтрации в варианте высокоэффективной хроматографии и гель-хроматографии нормального давления, методы масс-спектрометрии и ЯМР-спектроскопии, рентгеноструктурный анализ, химический синтез киллерных веществ, предполагающий сборку цепи из более коротких фрагментов, содержащих соответствующие функциональные группы. Для анализа биологических эффектов ПВ червей и многоножек будут применены современные методы: посев, мультисубстратное тестирование, флюоресцентная in-situ гибридизация, сканирующая и трансмиссионная электронная микроскопия. В результате будут описаны новые экологические эффекты и механизмы регуляции животными состава и активности микроорганизмов: установлены чувствительные и нечувствительные микробные виды и штаммы, действующие концентрации ПВ и скорости реакций микроорганизмов. Предполагается, что ПВ червей и многоножек и реагирующие на их действие микроорганизмы могут быть использованы в биотехнологии для биоремидиации микробных загрязнений, для выборочного лизирования микробных клеток, получения микробных метаболитов из биомассы, а также антимикробных веществ с их возможным применением в медицине.
2 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. Исследование пищеварительной активности многоножек и дождевых червей в отношении почвенных микроорганизмов - этап 2016 года
Результаты этапа: Из почв и пищеварительных трактов дождевых червей изолированы и идентифицированы бактерии. Кишечные изоляты бактерий способны к росту на гуминовой кислоте как единственном источнике углерода. Гуминовые кислоты стимулировали рост кишечных бактерий больше, чем почвенных. В пищеварительных трактах обнаружена полифенолоксидазная активность. Описанные признаки свидетельствуют о наличии в кишечниках бактерий, функционально характерных для червей. Показана способность пищеварительной жидкости (ПЖ) червей разрушать гуминовую кислоту. При одновременной инкубации с жидкостью и бактериями, изолированными из кишечника, молекулярная масса гуминовых кислот снижалась в меньшей степени, что, по-видимому, связано с подавляющим действием легкодоступных соединений кишечника на активность бактерий (катаболитная репрессия?). Таким образом, на гуминовые кислоты в кишечниках червей действуют и ферменты пищеварительной среды, и бактерий-симбионтов червей. Выделены и лиофилизированы ПЖ от многоножек 2-х видов, собранных в Подмосковье и Крыму. Изолированы 30 штаммов дрожжевых грибов из разных природных местообитаний, они идентифицированы до вида по фенотипическим и некоторые по молекулярно-генетическим признакам. Эти штаммы протестированы на реакцию к ПЖ многоножек путем культивирования в микропланшетах и спектрофотометрированием динамики их роста. Выявлены родовые, видовые и штаммовые различия роста дрожжей 5-ти минутного воздействия ПЖ двух видов многоножек. Предполагается отобрать наиболее чувствительные и устойчивые штаммы дрожжей, и с ними будут проведены тесты на действие нативных, белковых и небелковых, фракций ПЖ и перекрестного действия ПЖ разных видов многоножек, а также синтезированного вещества. Проведен синтез вещества из кишечной жидкости кивсяка P. flavipes, которое предполагается ответственным за «киллерное» действие по отношению к микроорганизмам. Получено 200 мг вещества с чистотой 90-95%. Хроматографическое фракционирование препарата синтезированного вещества NaO3SO(CH2)15COONa проводили методом жидкостной хроматографии низкого давления. Кривые элюирования синтезированной 16- (сульфоокси)-гексадекановой кислоты, синтезированной в 1998 и 2016 гг. схожи, и анализ методом ЯМР показал идентичность этих веществ. Кривые элюирования нативной пищеварительной жидкости кивсяка и ее белковой и небелковой фракций различаются: есть небелковые соединения! Производится химический анализ состава фракций ПЖ из разных отделов пищеварительного тракта двух видов многоножек с целью выявления особенностей их антимикробной активности. Из ассоциаций с многоножками и дождевыми червями (пищеварительные тракты и экскременты) выделены 40 штаммов мицелиальных актинобактерий рода Streptomyces, из которых 13 проявили высокую антибиотическую активность. Максимальный антагонизм обнаружен у актиномицетов, выделенных их кишечников многоножек. Штаммы выделенных актиномицетов могут быть использованы в качестве продуцентов новых биологически активных веществ, в частности, новых антибиотиков.
3 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. Этап 2017
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".