Вплив солей важких металів на фізіолого-біохімічні характеристики бактерій циклу сірки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національна академія наук України

Інститут мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного

Кушкевич Іван Васильович

УДК: 579.266.4:[546.47/.48+546.81+546.56]

Вплив солей важких металів на фізіолого-біохімічні характеристики бактерій циклу сірки

03.00.07 - мікробіологія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Київ - 2010

ДИСЕРТАЦІЄЮ Є РУКОПИС

Робота виконана на кафедрі Львівського національного університету імені Івана Франка Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник:

кандидат біологічних наук, доцент

Гнатуш Світлана Олексіївна,

Львівський національний університет

імені Івана Франка,

доцент кафедри мікробіології,

декан біологічного факультету

Офіційні опоненти:

доктор біологічних наук, професор,

член-кореспондент НАН України

Іутинська Галина Олександрівна,

Інститут мікробіології і вірусології

імені Д.К. Заболотного НАН України,

завідувач відділу загальної і ґрунтової мікробіології;

кандидат технічних наук, доцент

Степура Лариса Григорівна,

Київський національний університет

імені Тараса Шевченка,

доцент кафедри мікробіології та загальної імунології.

Захист відбудеться 19 травня 2010 року о 10⁰⁰ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д.26.233.01 Інституту мікробіології і вірусології імені Д.К. Заболотного НАН України за адресою: Д 03680, м. Київ, ДСП, вул. Заболотного, 154.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту мікробіології і вірусології імені Д.К. Заболотного НАН України за адресою: Д 03680, м. Київ, ДСП, вул. Заболотного, 154.

Автореферат розісланий 15 квітня 2010 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради,

кандидат біологічних наук,

старший науковий співробітник Пуріш Л.М.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Сучасний ландшафт Яворівщини сформувався внаслідок відкриття у 1956-1957 роках Язівського і Немирівського родовищ самородної сірки, які експлуатувалися до 2005 року. Видобуток руди з кар'єру припинено в 1992 році через світову кризу сіркової промисловості. З 2002 року почалося затоплення кар'єру водами річок поверхневого стоку з площі водозабору навколо озера. Проект ліквідації кар'єру розроблений Інститутом гірничо-хімічної промисловості з використанням досвіду Польщі та Німеччини. Передбачалося, що затоплення без спорудження водотривкого екрана на дні кар'єру не призведе до негативних наслідків. У 2006 році на місці Яворівського сірчаного кар'єру утворилось озеро площею 700 га, за іншими даними 1080 га. В окремих ділянках глибина озера сягає 100 м [Гудзь С. П. та ін., 2004].

З 2000 року кафедра мікробіології Львівського національного університету імені Івана Франка розпочала роботи з вивчення мікроорганізмів, які забезпечують кругообіг сірки у природі. З цією метою були виділені чисті культури бактерій з водойм Яворівського сіркового родовища, проведена їх ідентифікація [Баран І. М., 2002; Гудзь С. П. та ін., 2004; Перетятко Т. Б., 2007; Горішний М. Б., 2008; Кіт Л. Я, 2009]. Упродовж цього часу ведуться спостереження за хімічним складом води та співвідношенням різних мікроорганізмів фізіологічних груп [Гудзь С. П. та ін., 2002; Баран І. М., 2003; Мороз О. М. та ін., 2008].

Мікроорганізми водойм є першою ланкою, яка поєднує організми з абіотичним середовищем. З діяльністю мікроорганізмів пов'язаний кисневий режим, трансформація біогенних елементів, утворення придонних відкладень, синтетичні процеси та, в першу чергу, нагромадження бактерійного білка та органічного вуглецю, які відіграють важливу роль у балансі речовин водойм і засвоюються організмами подальших трофічних рівнів [Горленко В.М. та ін. 1977].

Роботами науковців кафедри мікробіології показано, що висока концентрація сульфатів і наявність органічних речовин, які надходять із водами річок, сприяють розвиткові сульфатвідновлювальних бактерій, продуктом життєдіяльності яких є сірководень. Останній є токсичною і екологічно небезпечною сполукою [Гудзь С. П. та ін., 2004; Мороз О. М. та ін., 2008]. Встановлено, що чисельність цих бактерій у нижніх ділянках водної товщі озера (глибина 40 м) становить 1,42 - 1,52·10⁶ клітин/мл, а у мулі - 4,71·10⁶, що свідчить про їхнє широке розповсюдження в озері та характеризує інтенсивність дисиміляційного сульфатвідновлення [Гудзь С. П. та ін., 2004, Мороз О. М. та ін., 2008]. У збагаченій сульфатами воді озера Яворівське саме інтенсивність сульфатвідновлення визначає швидкість розвитку пурпурових і зелених фотосинтезувальних сіркобактерій і є каталізатором кругообігу речовин загалом [Кіт Л. Я, 2004].

Результати аналізу вмісту у воді іонів важких металів, зокрема Cd²⁺, Zn²⁺, Pb²⁺ та Cu²⁺, протягом кількох останніх років показали їхнє швидке нагромадження у придонних відкладах, що призводить до порушень функціонування мікробіоценозів [Мороз О. М. та ін., 2009].

Деякі представники родів Desulfovibrio та Desulfuromonas здатні осаджувати двозарядні катіони важких металів, виділяючи сірководень у процесі життєдіяльності й нагромаджувати у клітинах їхні сульфіди [Радченко О. С., 1991]. Цю властивість використовують при розробці біотехнологічних методів очищення водойм і промислових стоків від іонів важких металів. Проте застосування сульфат- і сірковідновлювальних бактерій для очищення стічних вод обмежене, оскільки іони важких металів є токсичними для них [Буракаева А. Д., 1999; Квасніков Е. І. 1993]. Тому необхідним є дослідження фізіолого-біохімічних характеристик цих мікроорганізмів. Більшість культур мікроорганізмів, що використовують для ремедіації, є компонентами автохтонної мікрофлори забрудненого середовища [Буракаева А. Д., 1999]. Токсичний сірководень, який продукують сірко- і сульфатвідновлювальні бактерії, у подальшому перетворюється до молекулярної сірки [Перетятко Т. Б., 2007].

У даній роботі досліджували вплив солей важких металів на ріст бактерій, які забезпечують кругообіг сірки, використання сульфатів Desulfovibrio sp. Ya-11, швидкість поглинання кисню фототрофами та якісний і кількісний склад їхніх фотосинтезувальних пігментів, морфологію клітин, поглинання іонів важких металів.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана в межах наукових досліджень, які проводилися на кафедрі мікробіології Львівського національного університету імені Івана Франка за темами Бм-04Ф „Особливості мікробіологічних процесів метаболізму сірки у сірковидобувних районах” (номер держреєстрації 0105U002213) та Бм-204П „Мікробіологічні перетворення сполук сірки у водоймах сірковидобувних регіонів та їх регулювання” (номер держреєстрації 0108U004126).

Мета і завдання дослідження. Метою роботи було дослідження впливу солей важких металів на фізіолого-біохімічні та цитоморфологічні характеристики бактерій, які забезпечують кругообіг сірки у природі.

Для досягнення зазначеної мети необхідно було дослідити:

· ріст сульфат- і сірковідновлювальних бактерій за впливу різних концентрацій солей важких металів;

· вплив солей важких металів на використання сульфат-іонів бактеріями Desulfovibrio sp. Ya-11;

· ріст фотосинтезувальних сіркобактерій за впливу різних концентрацій солей важких металів;

· швидкість поглинання кисню клітинами фототрофних сіркобактерій за впливу різних концентрацій солей важких металів;

· вплив різних концентрацій солей важких металів на якісний і кількісний склад пігментів фотосинтезувальних сіркобактерій;

· цитоморфологічні особливості клітин досліджуваних бактерій за впливу солей важких металів, використовуючи електронну мікроскопію;

· поглинання іонів важких металів клітинами бактерій, які беруть участь у кругообігу сірки в природі.

Об'єкт дослідження: фізіологічні та біохімічні процеси бактерій Desulfovibrio sp. Ya-11, Desulfuromonas sp. Ya-2005, Thiocapsa sp. Ya-2003, Lamprocystis sp. Ya-2003, Chlorobium sp. Ya-2002, Pelochromatium roseo-viridae.

Предмет дослідження: вплив солей важких металів на ріст, використання сульфатів, швидкість поглинання кисню, якісний і кількісний склад пігментів, морфологію клітин, поглинання іонів металів бактеріями циклу сірки.

Методи дослідження: мікробіологічні, цитологічні, фізико-хімічні, статистичні.

Наукова новизна одержаних результатів. Досліджено ріст сульфат- і сірковідновлювальних бактерій, що виділені з водойм Яворівського сіркового родовища, за впливу різних концентрацій солей важких металів. Показано інгібуючий вплив солей важких металів на ріст і використання сульфат-іонів бактеріями Desulfovibrio sp. Ya-11. Уперше визначено ряд токсичної дії важких металів на сульфатвідновлювальні бактерії Desulfovibrio sp. Ya-11: Pb>Cd>Cu та сірковідновлювальні Desulfuromonas sp. Ya-2005: Cd>Cu>Pb>Zn.

Встановлено, що внесення солей важких металів у середовище пригнічує нагромадження біомаси фотосинтезувальних пурпурових, зелених сіркобактерій та консорції Pelochromatium roseo-viridae. На основі отриманих результатів уперше одержано ряди токсичної дії важких металів на фототрофні сіркобактерії Thiocapsa sp. Ya-2003: Cu>Cd>Pb>Zn; на Lamprocystis sp. Ya-2003 та Chlorobium sp. Ya-2002: Cu>Pb>Cd>Zn; на Pelochromatium roseo-viridae: Cd>Pb>Cu>Zn.

Уперше визначено, що за концентрації 0,5 мМ Pb(NO₃)₂ чи CuSO₄ на першу добу культивування швидкість поглинання кисню бактеріями Thiocapsa sp. Ya-2003 збільшилася удвічі, порівняно з контролем. Внесення CdSO₄, ZnSO₄ чи Pb(NO₃)₂ у концентрації 2,5 мМ стимулювало цей процес, а солі Купруму - призводило до повного його пригнічення. Додавання 0,5 мМ солі Кадмію чи Купруму не змінювало швидкість поглинання кисню Chlorobium sp. Ya-2002, а солі Цинку чи Плюмбуму - спричиняло збільшення цього показника приблизно удвічі на першу добу. Максимальна швидкість поглинання кисню (35,42 нг О₂/хв·мг клітин) визначена за внесення 2,5 мМ солі Плюмбуму.

Уперше отримано характеристики якісного та кількісного складу пігментів клітин фотосинтезувальних сіркобактерій за впливу солей важких металів. Показано, що внесення солей важких металів знижувало вміст пігментів у клітинах досліджуваних фототрофів. Згідно з одержаними результатами, отримали ряд токсичності металів за дією на пригнічення синтезу пігментів: Cu>Cd>Pb>Zn.

Використовуючи електронну мікроскопію, проведено цитоморфологічні дослідження клітин Desulfovibrio sp. Ya-11, Thiocapsa sp. Ya-2003, Lamprocystis sp. Ya-2003, Chlorobium sp. Ya-2002 та консорції Pelochromatium roseo-viridae за впливу різних концентрацій солей важких металів. Показано, що внесення солей металів спричиняє цитоморфологічні зміни у клітинах досліджених сіркобактерій: утворення електроннощільних речовин усередині та на поверхні клітин, зміну форми клітин, відшарування протопласту від клітинної стінки, порушення процесів поділу.

Уперше встановлено, що бактерії циклу сірки здатні поглинати Cu²⁺, Cd²⁺ та Pb²⁺ за внесення їхніх солей у середовище інкубування.

Практичне значення одержаних результатів. Отримані у роботі результати дають можливість оцiнити стан довкiлля. Результати рекомендуємо використати для отримання і виділення стійких до іонів важких металів штамів сіркобактерій. Штами Desulfovibrio sp. Ya-11, Thiocapsa sp. Ya-2003, Lamprocystis sp. Ya-2003, Chlorobium sp. Ya-2002 та консорція Pelochromatium roseo-viridae, здатні поглинати іони важких металів, є перспективні для очищення природного середовища від цих токсичних сполук.

Закономірності впливу солей важких металів на фізіологічні характеристики сульфатвідновлювальних бактерій рекомендуємо використати при створенні універсальних комплексних біотехнологій очищення водойм від цих іонів.

Результати роботи використані у навчальному процесі при викладанні курсу „Мікробіологія” та спецкурсів „Екологія мікроорганізмів”, „Біогеохімічна діяльність мікроорганізмів”, „Фізіологія і біохімія мікроорганізмів”, „Промислова мікробіологія”, „Хемосинтез”.

Особистий внесок здобувача. Згідно з поставленою метою і завданнями за темою досліджуваних питань І. В. Кушкевич самостійно опрацював літературу. Здобувач вивчив вплив солей важких металів на ріст досліджуваних бактерій, дослідив швидкість поглинання кисню клітинами сіркобактерій за умов росту в середовищі зі солями важких металів, виконав хроматографічне розділення, спектральний і кількісний аналіз пігментів фототрофних сіркобактерій за впливу солей важких металів. Здобувачем проведено цитоморфологічні дослідження клітин бактерій, які беруть участь у процесах кругообігу сірки, та виявлено здатність цих бактерій поглинати іони важких металів, зокрема Кадмію, Плюмбуму та Купруму.

Спільно з науковим керівником, к.б.н., доцентом С.о. Гнатуш, проведено планування основних напрямів досліджень, вибрано методи досліджень, проведено аналіз, інтерпретацію та узагальнення одержаних результатів. Підготовку публікацій за матеріалами дисертації до друку проведено за участю співавторів. Спектральний аналіз пігментів фотосинтезувальних бактерій виконаний у співпраці з к.б.н., с.н.с. А.М. Федоровичем; електронно-мікроскопічні дослідження клітин виконані спільно з к.б.н., с.н.с. О.Р. Кулачковським.

Апробація результатів дисертації. Результати дисертаційної роботи були представлені на Міжнародних наукових конференціях студентів і аспірантів „Молодь і поступ біології” (Львів, 2007, 2008, 2009); Міжнародних медичних конгресах студентів і молодих учених (Тернопіль, 2007, 2008, 2009); 2^nd Polish-Ukrainian Weigl Conference “Microbiology in the XXI century” (Warsaw, 2007); ІІ Міжнародній конференції молодих учених „Біологія: від молекули до біосфери” (Харків, 2007); Міжнародній науково-практичній конференції „Біорізноманіття: теорія, практика та методичні аспекти вивчення у загальноосвітній та вищій школі” (Полтава, 2008); Х Всеукраїнській науковій конференції студентів, магістрантів і аспірантів "Екологічні проблеми регіонів України” (Одеса, 2008); Міжнародній науковій конференції студентів, аспірантів та молодих учених „Фундаментальні та прикладні дослідження в біології” (Донецьк, 2009); ХІІ з'їзді Товариства мікробіологів України ім. С.М. Виноградського (Ужгород, 2009); 3-й Міжнародній українсько-польській Вейглівській конференції „Мікробіологія служить людині” (Одеса, 2009).

Публікації. Результати дисертаційної роботи викладені у 22 наукових працях (із них - 7 статей у фахових виданнях, рекомендованих ВАК України) та 15 тезах доповідей конференцій.

Структура і обсяг дисертації. Дисертаційна робота викладена на 183 сторінках друкованого тексту і складається із “Вступу”, розділів “Огляд літератури”, “Матеріали і методи досліджень”, трьох розділів результатів власних досліджень, обговорення результатів досліджень, а також “Висновків”. Список використаних джерел містить 210 посилань. Додаток. Робота містить 5 таблиць і 88 рисунків.

Основний зміст роботи

Розділ 1. Огляд літератури

В огляді літератури відображено взаємодію мікроорганізмів з металами, вплив іонів важких металів на мікроорганізми. Наведено дані щодо впливу іонів Кадмію, Цинку, Плюмбуму та Купруму. Подано загальну характеристику бактерій, які забезпечують кругообіг сірки у природі.

Експериментальна частина

Розділ 2. Матеріали і методи досліджень

У роботі використовували сульфатвідновлювальні бактерії Desulfovibrio sp. Ya-11, сірковідновлювальні - Desulfuromonas sp. Ya-2005, фотосинтезувальні пурпурові сіркобактерії Thiocapsa sp. Ya-2003 і Lamprocystis sp. Ya-2003, фотосинтезувальні зелені сіркобактерії - Chlorobium sp. Ya-2002 та консорцію Pelochromatium roseo-viridae. Штами, виділені з водойм Яворівського сіркового родовища (Україна), одержані в чистій культурі та ідентифіковані на кафедрі мікробіології ЛНУ імені Івана Франка [Баран І. М., 2002; Гудзь С. П. та ін., 2004; Перетятко Т. Б., 2007; Горішний М. Б., 2008; Кіт Л. Я, 2009].

Сульфат- і сірковідновлювальні бактерії виділені з мулу водойм озера Яворівське. Фототрофи виділені з анаеробних ділянок водойми. Чисті культури підтримувалися шляхом пересіву клонованих на селективних середовищах бактерій та їх зберігання у колекції кафедри.

Бактерії Desulfovibrio sp. Ya-11 вирощували у середовищі Постгейта С [Postgate J. R., 1984]. Для дослідження здатності сульфатвідновлювальних бактерій Desulfovibrio sp. Ya-11 до росту в присутності солей важких металів до середовища вносили різні концентрації CdCl₂, або ZnCl₂, або Pb(NO₃)₂ чи CuCl₂: 0,5 мМ, 1,0 мМ, 1,5 мМ, 2,0 мМ та 2,5 мМ.

Культуру Desulfuromonas sp. Ya-2005 вирощували у середовищі для культивування сірковідновлювальних бактерій [Розанова Е. П., 1977; Pfenning N. et al., 1982].

Фототрофні пурпурові сіркобактерії Thiocapsa sp. Ya-2003, Lamprocystis sp. Ya-2003 вирощували у середовищі Ван Ніля [Van Niel, 1981], а зелені Chlorobium sp. Ya-2002 та консорцію Pelochromatium roseo-viridae - у середовищі GSB (Green sulfur bacteria) [Overmann J., 1999]. Освітлювали лампами розжарювання різної потужності. Інтенсивність освітлення вимірювали люксметром Ю116.

З метою дослідження здатності бактерій Desulfuromonas sp. Ya-2005, Thiocapsa sp. Ya-2003, Lamprocystis sp. Ya-2003, Chlorobium sp. Ya-2002 та Pelochromatium roseo-viridae до росту в присутності солей важких металів, до середовища вносили різні концентрації CdSO₄, або ZnSO₄, або Pb(NO₃)₂ чи CuSO₄: 0,5 мМ, 1,0 мМ, 1,5 мМ, 2,0 мМ та 2,5 мМ.

Культури вирощували 10-12 діб при температурі 25-28єС за анаеробних умов. Як контроль анаеробіозу використовували індикатор резазурин натрію. Крім цього, відновлений FeS та Na₂S, що містився в інокуляті, створював необхідні редокс-умови для розвитку чистої культури, про що свідчило знебарвлення резазурину натрію (редокс-потенціал знебарвлення Eh=-100 мВ).

Біомасу визначали фотометруванням на фотоелектроколориметрі КФК-3 [Егоров Н.С., 1983].

Вміст сульфатів визначали турбідиметричним методом [ГОСТ 26426-85, 1985].

Швидкість поглинання кисню визначали полярографічним методом, використовуючи полярограф марки YSI MODEL 5300 Biologycal oxygen monitor [Франко Г.М., 1973.].

Розділення суміші пігментів на окремі компоненти проводили за допомогою хроматографії на силуфолових пластинках (“Sorbfil”, Росія) у висхідному потоці системи розчинників [Мусієнко М. М., 2001; Паперно Т. Я. та ін., 1977; Britton G., 1985; Frigard et al., 1996; Подопригора О. І. та ін., 1996]. Для визначення природи фотосинтезувальних пігментів використовували такі показники: забарвлення, значення Rf та основні максимуми поглинання при відповідних довжинах хвиль [Хоулт Дж. и др. 1997; Frigard et al., 1996; Oelze J.M., 1985]. Одержані екстракти використовували для реєстрації спектрів поглинання на двопроменевому спектрофотометрі „Specord M-40” [Мусієнко М. М., 2001; Паперно Т. Я. та ін., 1977].

Цитоморфологічні дослідження проводили, використовуючи електронний трансмісійний мікроскоп ПЕМ-100 при прискорюючій напрузі 75 кВ за Рейнольдсом [Reynolds E.S., 1963].

Концентрацію акумульованих металів визначали у безклітинних екстрактах на іонометрі (рН-150М) за допомогою іонселективних електродів на Купрум, Кадмій та Плюмбум, використовуючи калібрувальні криві.

Статистичне опрацювання результатів виконували за допомогою програмних пакетів Microsoft Exсel та Origin [Лапач С. И. та ін., 2001].

Розділ 3. Вплив солей важких металів на фізіологічні характеристики сульфат- і сірковідновлювальних бактерій

Проблема забруднення навколишнього середовища важкими металами, що зумовлена антропогенною діяльністю, є особливо актуальною у водоймах озера Яворівське на Прикарпатті. Хімічний аналіз води озера показав, що протягом кількох останніх років концентрація іонів важких металів (Cd²⁺, Zn²⁺, Pb²⁺ та Cu²⁺) у воді зростає, а це призводить до їх нагромадження у придонних відкладах і до порушень функціонування мікробіоценозів [Мороз О. М. та ін., 2009]. Встановлено, що домінуючими мікроорганізмами цієї водойми є сульфат- і сірковідновлювальні бактерії, а також фототрофні пурпурові та зелені сіркобактерії [Гудзь С. П. та ін., 2004]. Вплив солей важких металів на ці бактерії не досліджено.

Вплив солей важких металів на ріст і використання сульфат-іонів клітинами Desulfovibrio sp. Ya-11. Досліджували вплив різних концентрацій солей важких металів на ріст бактерій. Як контроль використовували середовище, в яке солі важкого металу не вносили.

Ріст культури Desulfovibrio sp. Ya-11 у середовищі без внесення солей важких металів був найбільш інтенсивним. За наявності CuCl₂ концентрацією 2,5 мМ спостерігали пригнічення росту бактерій Desulfovibrio sp. Ya-11 на 74%. CdCl₂ та Pb(NO₃)₂ у цій концентрації інгібували ріст на 80 і 86%, відповідно. Цинк хлорид стимулював нагромадження біомаси бактеріями.

Таким чином, збільшення концентрації CdCl₂, або Pb(NO₃)₂ чи CuCl₂ в середовищі спричиняло зменшення біомаси бактерій Desulfovibrio sp. Ya-11. Відомо, що іони Кадмію, нагромаджуючись у клітинах, порушують енергетичні процеси, блокують синтез білків, а це, ймовірно, спричиняє зменшення нагромадження біомаси бактерій. Плюмбум нітрат впливав на досліджувані бактерії вже в концентрації 0,5 мМ. Купрум хлорид спричиняв уповільнення росту до другої доби, після чого біомаса незначно зростала. Цинк хлорид у концентрації 1,5 мМ стимулював нагромадження біомаси бактеріями.

Бактерії роду Desulfovibrio здійснюють дисиміляційне відновлення сульфатів. Досліджували вплив солей важких металів на використання сульфат-іонів клітинами Desulfovibrio sp. Ya-11. За умов внесення солей важких металів у середовище використання сульфатів клітинами було незначним, тому виявлено їх велику кількість у середовищі культивування. Найбільш інтенсивно клітини бактерій використовували сульфати протягом двох-чотирьох діб культивування.

За внесення CuCl₂ концентрацією 0,5 мМ клітини Desulfovibrio sp. Ya-11 використали 35% сульфат-іонів на першу добу, а за 2,5 мМ - лише 4%, порівняно з початковою.

Значне використання сульфат-іонів клітинами бактерій Desulfovibrio sp. Ya-11 спостерігали до четвертої доби росту за всіх досліджуваних концентрацій ZnCl₂. Внесення солі металу незначно стимулювало використання сульфат-іонів зі середовища, порівняно з контролем. Протягом перших двох діб у присутності 1,5 мМ солі Цинку спостерігали найінтенсивніше використання сульфат-іонів клітинами Desulfovibrio sp. Ya-11. За цих умов кількість сульфатів у середовищі зменшилася на 89%, тоді як у контрольному варіанті - на 73%, порівняно з початковою концентрацією.

Таким чином, внесення солі Купруму інгібувало використання сульфатів уже в концентрації 0,5 мМ, а наявність 1,5 мМ солі Цинку спричиняло збільшення їх використання клітинами Desulfovibrio sp. Ya-11. Імовірно, Цинк у такій концентрації є необхідний клітинам. Відомо, що у досліджуваних бактерій функціонує АТФ-сульфурилаза, яка здійснює дисиміляційне відновлення сульфат-іонів і містить у своєму активному центрі іони цього металу.

Вплив солей важких металів на ріст сірковідновлювальних бактерій Desulfuromonas sp. Ya-2005. У наш час не з'ясовано вплив солей важких металів на ріст бактерій Desulfuromonas sp. Ya-2005. Досліджували ріст виділених бактерій за впливу CdSO₄, або ZnSO₄, або Pb(NO₃)₂ чи CuSO₄ у таких концентраціях: 0,5, 1,0, 1,5, 2,0, 2,5 мМ.

Ріст Desulfuromonas sp. Ya-2005 пригнічувався за дії солей Кадмію та Плюмбуму у концентрації вже 0,5 мМ на 64% та 63%, відповідно. За цих умов купрум сульфат пригнічував нагромадження біомаси лише на 21%. Найменше на ріст впливав цинк сульфат.

Кадмій сульфат інгібував ріст бактерій вже у концентрації 0,5 мМ. При вирощуванні культури Desulfuromonas sp. Ya-2005 за наявності в середовищі 0,5 мМ купрум сульфату спостерігали уповільнення нагромадження біомаси з першої до третьої доби росту, після чого вона зростала до восьмої доби. Її значення було на 21% меншим, ніж у контрольному варіанті. Збільшення концентрації купрум сульфату до 1,0 мМ призвело до різкого зниження процесів нагромадження біомаси. Так, при 1,0 - 2,5 мМ солі Купруму в середовищі біомаса Desulfuromonas sp. Ya-2005 була меншою на 83 - 95%, порівняно з контролем.

Таким чином, порівняння росту культури Desulfuromonas sp. Ya-2005 у середовищі зі солями Кадмію, Цинку, Купруму та Плюмбуму показало, що їх внесення пригнічувало ріст бактерій. Внесення CdSO₄ у концентрації 0,5 мМ призвело до зниження біомаси на 64%; Pb(NO₃)₂ - на 40%; CuSO₄ - на 21%, а ZnSO₄ - на 15% на восьму добу росту, порівняно з контролем. Збільшення концентрації солей важких металів до 2,5 мМ виявляли найбільший вплив на нагромадження біомаси.

Розділ 4. Вплив солей важких металів на фізіолого-біохімічні характеристики фотосинтезувальних сіркобактерій

Досліджували ріст фотосинтезувальних сіркобактерій за впливу різних концентрацій солей важких металів. Внесення різних солей важких металів впливало на нагромадження біомаси зелених сіркобактерій Chlorobium sp. Ya-2002 неоднаково. Так, за впливу 0,5 мМ солі Кадмію вона зменшилася на 43%, а Цинку - на 24%. Наявність такої ж концентрації солі Плюмбуму чи Купруму призводила до пригнічення росту, відповідно, на 54% та 61%.

Таким чином, на основі отриманих результатів уперше встановлено ряд токсичної дії важких металів на фототрофні сіркобактерії Chlorobium sp. Ya-2002 - Cu>Pb>Cd>Zn.

За даними Е. Н. Кондратьевої (Фотосинтезирующие бактерии, 1963), представники анаеробних сіркобактерій здатні виживати в аеробних чи мікроаерофільних умовах при обмілінні водойм. Ю.П. Петушкова (Дыхание клеток Thiocapsa roseopersicina, 1976) та співавтори встановили, що вони здатні поглинати молекулярний кисень.

Додавання 0,5 мМ солі Кадмію чи Купруму не спричиняло зміни швидкості поглинання кисню Chlorobium sp. Ya-2002, Цинку чи Плюмбуму - збільшувало цей показник приблизно удвічі на першу добу. Максимальна швидкість поглинання кисню (35,42 нг О₂/хв·мг клітин) визначена за внесення 2,5 мМ солі Плюмбуму.

Наші дані підтверджують результати Ю.П. Петушкової про те, що анаеробні фотосинтезувальні сіркобактерії здатні поглинати молекулярний кисень.

Таким чином, внесення солей важких металів у середовище культивування змінює швидкість поглинання кисню клітинами фототрофних сіркобактерій, яка залежить від концентрації солі і тривалості вирощування культури.

Зелені сіркобактерії є фотосинтезувальними мікроорганізмами. Досліджували вплив різних концентрацій солей важких металів на якісний і кількісний пігментний склад фотосинтезувальних сіркобактерій.

Відомо, що основними пігментами цих мікроорганізмів є бактеріохлорофіли c та d, а також каротиноїди - ізореніератин і хлоробактин, що було підтверджено результатами хроматографічного та спектрального аналізів. Зазначимо, що на хроматограмах переважали зелені, яскраво-зелені, коричневі та жовті ділянки, різні за значенням Rf.

Досліджено вміст пігментів у клітинах сіркобактерій. Найбільше фотосинтезувальних пігментів виявлено у клітинах, які росли без внесення солей металів. Додавання солей важких металів (0,5-2,5 мМ) у середовище спричиняло зменшення вмісту у клітинах фототрофних сіркобактерій як бактеріохлорофілів с та d, так і каротиноїдів - хлоробактину й ізореніератину. Це, ймовірно, обумовлює зменшення нагромадження біомаси культурою.

Найменший вміст фотосинтезувальних пігментів відмітили у клітинах, які росли за найбільших досліджуваних концентрацій (2,0 - 2,5 мМ) солей металів у середовищі.

У літературі немає даних про вплив важких металів на морфологію зелених сіркобактерій. Досліджували морфологію клітин бактерій Chlorobium sp. Ya-2002 за впливу солей важких металів. Бактерії Chlorobium sp. Ya-2002, які росли без внесення солей важких металів, утворювали ланцюжки клітин, вкриті слизом. Клітини зігнуті, паличкоподібні, в них добре помітні хлоросоми.

Збільшення концентрації солі Кадмію від 1,5 до 2,0 мМ спричиняло більш помітні зміни структури цитоплазматичної мембрани та її відшарування від клітинної стінки. Цитоплазма за цих умов щільна. Внесення 2,0 мМ солі спричинило зміну структури хлороcом: вони набули темного забарвлення, а деякі стали непомітними.

Спостерігається нагромадження електроннощільних утворень. Можливо, таке потемніння хлоросом обумовлено нагромадженням у цих фотосинтезувальних структурах іонів Кадмію, внаслідок чого відбувається порушення процесів фотосинтезу.

Подальше збільшення концентрації солі Кадмію до 2,5 мМ спричинило розпадання ланцюгоподібного розташування клітин Chlorobium sp. Ya-2002. Вони стали поодинокими, більш округлими, набули форми, не характерної для бактерій цього роду. Також за цих умов порушувалися процеси поділу клітин бактерій.

Таким чином, внесення кадмій сульфату спричиняло негативні цитоморфологічні зміни бактерій Chlorobium sp. Ya-2002.

Розділ 5. Вплив солей важких металів на фізіолого-біохімічні характеристики консорції бактерій Pelochromatium roseo-viridae

З водойми озера Яворівське виділені фототрофні зелені сіркобактерії, які розміщувалися навколо клітин мікроорганізмів, що утворювали сірководень, а також формували консорції. У клітинах сіркобактерій нагромаджуються розеткоподібні включення глікогену.

У наш час вплив солей важких металів на фотосинтезувальні консорції бактерій у літературі не описано. Досліджували, як впливають солі важких металів на ріст консорції бактерій, якісний і кількісний склад її фотосинтезувальних пігментів, морфологію та поглинання іонів важких металів.

Мікроскопічні дослідження бактерій виділеної культури показали, що вони є нерухомими і грамнегативними. Їхні розміри коливаються в межах 2,5-4,0Ч4-10 мкм. Розмножуються бінарним поділом. При цьому клітини залишалися з'єднаними у ланцюжки, які оточували центрально розміщену клітину. Ендоспор не виявили. Ріст консорції фототрофних сіркобактерій спостерігали за наявності світла, що забезпечує процес фотосинтезу. Культуру ідентифіковано як Pelochromatium roseo-viridae.

Досліджували вплив різних концентрацій CdSO₄, ZnSO₄, Pb(NO₃)₂ та CuSO₄ на ріст консорції P. roseo-viridae у середовищі протягом десяти діб. При вирощуванні культури у середовищі, яке не містило солі металу (контроль), біомаса була максимальною. Найбільше інгібував ріст Кадмій (вже 0,5 мМ - 82%), дещо слабше - Плюмбум і Купрум. Найменший вплив виявляв цинк сульфат.

Хроматографічне розділення фотосинтезувальних пігментів і спектральний аналіз дали змогу підтвердити наявність у клітинах P. roseo-viridae бактеріохлорофілів с, d та е, а також хлоробактину й ізореніератину. Внесення солей Цинку чи Плюмбуму призводило до зменшення кількості фотосинтезувальних пігментів. Найбільший вплив виявляли кадмій- і купрум сульфат. За наявності останнього у високих концентраціях вміст каротиноїдів знизився на 97%.

Досліджено вплив солей важких металів на морфологію клітин бактерій. Уперше показано цитоморфологічні зміни у клітинах досліджуваних бактерій: утворення електроннощільних речовин усередині клітин, зміну форми клітин, відшарування протопласту від клітинної стінки, порушення процесів поділу. Ланцюжкові угруповання консорції P. roseo-viridae при цьому розпадалися на окремі клітини. Встановлено, що досліджувані бактерії здатні поглинати іони важких металів, зокрема, Купруму (1,29·10^-3 ммоль/г клітин), Плюмбуму (0,11·10^-6 ммоль/г клітин) та Кадмію (0,10·10^-17 ммоль/г клітин).

Обговорення результатів досліджень

Досліджувані нами штами бактерій: сульфатвідновлювальні Desulfovibrio sp. Ya-11, сірковідновлювальні Desulfuromonas sp. Ya-2005, сіркоокиснюючі фототрофні пурпурові Thiocapsa sp. Ya-2003, Lamprocystis sp. Ya-2005, сіркоокиснюючі фототрофні зелені Chlorobium sp. Ya-2002 та консорція Pelochromatium roseo-viridae є основними мікроорганізмами озера Яворівське. Саме вони відіграють надзвичайно важливу роль у біогеохімічномі циклі сірки у водоймах, які містять її сполуки.

Здатність бактерій циклу сірки рости за впливу солей важких металів, поглинати їхні іони, а також резистентність мікроорганізмів до цих сполук є штамоспецифічними ознаками. Штами одного і того ж роду можуть мати різну стійкість до солей важких металів.

Найбільш чутливими до дії солі Кадмію були бактерії Pelochromatium roseo-viridae. Найбільш стійкими, порівняно з іншими досліджуваними культурами, виявилися фототрофні пурпурові сіркобактерії Lamprocystis sp. Ya-2005. Бактерії, стійкі до іонів Кадмію, мають значні переваги для виживання.

Цинк сульфат стимулював ріст бактерій Desulfovibrio sp. Ya-11. Найбільшу стійкість до його впливу виявила консорція P. roseo-viridae, а найменшу - бактерії Desulfuromonas sp. Ya-2005.

Плюмбум нітрат найменше впливав на ріст бактерій Thiocapsa sp. Ya-2003, порівняно з іншими культурами. Найбільше цей метал пригнічував ріст консорції P. roseo-viridae.

Натомість, досліджувана консорція проявила високу стійкість до впливу солі Купруму, незважаючи на його дію на важливі для метаболізму ферменти і транспорт речовин, як це показано для P. syringae. Сіль Купруму виявляла найбільший інгібуючий вплив на ріст пурпурових бактерій Lamprocystis sp. Ya-2003.

Згідно з результатами проведених досліджень, отримали ряд стійкості штамів бактерій циклу сірки до солей важких металів.

Досліджувані штами бактерій циклу сірки здатні поглинати іони Кадмію, Плюмбуму та Купруму.

Іони Кадмію найбільше поглинали зелені фототрофні сіркобактерії Chlorobium sp. Ya-2002, а найменше пурпурові - Thiocapsa sp. Ya-2003. Іони Плюмбуму найкраще поглинала консорція бактерій Pelochromatium roseo-viridae, а найменше ці катіони нагромаджують клітини штаму пурпурових сіркобактерій Lamprocystis sp. Ya-2005. Ці іони значною мірою пригнічують функцію мембрани та пов'язаних із нею ферментних комплексів, унаслідок чого вони можуть безперешкодно проникати у клітину.

Сірковідновлювальні бактерії Desulfuromonas sp. Ya-2005 здатні найбільше поглинати іони Купруму. Найменше цих катіонів нагромаджують бактерії штаму Lamprocystis sp. Ya-2005.

Досліджувані штами бактерій по-різному поглинали іони важких металів. Іони Кадмію та Плюмбуму поглинались бактеріями циклу сірки у незначних концентраціях (10^-7-10^-20 мМ/г клітин), тоді як рівень поглинання іонів Купруму був на кілька порядків вищим. Зазначимо, що зелені сіркобактерії виявили більшу поглинаючу здатність щодо іонів важких металів порівняно з пурпуровими, як і сірковідновлювальні порівняно зі сульфатвідновлювальними.

Вміст іонів важких металів у воді озера Яворівське коливається в межах 10^-4-10^-5 мМ. У природних умовах концентрація іонів важких металів є значно нижчою, ніж використана у дослідах. За таких умов навіть менш стійкі до дії цих речовин мікроорганізми можуть зберігати життєздатність і поглинати іони важких металів, нейтралізуючи токсичні сполуки. Тому штами бактерій циклу сірки Desulfuromonas sp. Ya-2005, Chlorobium sp. Ya-2002 та Pelochromatium roseo-viridae, які володіють значною поглинальною здатністю щодо іонів важких металів, є перспективними для використання з метою біоремедіації забруднених водойм.

Загалом процеси дисиміляційної сульфатредукції є найбільше стійкими до впливу солей досліджуваних важких металів, тоді як відновлення сірки - лише до Плюмбуму та Купруму. Окиснювальна ланка кругообігу сірки є стійкою до дії солі Цинку.

сіль важкий метал бактерія

Висновки

У даній дисертаційній роботі встановлено негативний вплив солей важких металів на ріст, використання сульфатів, швидкість поглинання кисню, вміст фотосинтезувальних пігментів, виявлено цитоморфологічні зміни клітин бактерій, які забезпечують кругообіг сірки у природі.

1. Уперше показано, що CdCl₂, Pb(NO₃)₂, CuCl₂ пригнічують ріст сульфатвідновлювальних бактерій Desulfovibrio sp. Ya-11 та використання ними сульфат-іонів; внесення 1,5 мМ ZnCl₂ стимулює ці процеси на 89%. Уперше одержано ряд токсичної дії солей важких металів на Desulfovibrio sp. Ya-11: Pb> Cd>Cu.

2. Ріст бактерій Desulfuromonas sp. Ya-2005 найбільше пригнічується (64-95%) за дії 0,5-2,5 мМ CdSO₄, найменший вплив виявляє ZnSO₄. Уперше отримано ряд токсичної дії солей важких металів на сірковідновлювальні бактерії Desulfuromonas sp. Ya-2005: Cd>Cu>Pb>Zn.

3. Уперше показано, що CdSO₄, Pb(NO₃)₂, CuSO₄, ZnSO₄ у концентраціях 0,5-2,5 мМ пригнічують ріст штамів фотосинтезувальних сіркобактерій. Уперше одержано ряд токсичної дії солей важких металів на Thiocapsa sp. Ya-2003: Cu>Cd>Pb>Zn; Lamprocystis sp. Ya-2003, Chlorobium sp. Ya-2002 - Cu>Pb>Cd>Zn; Pelochromatium roseo-viridae - Cd>Pb>Cu>Zn.

4. Уперше встановлено, що внесення 0,5 та 2,5 мМ Pb(NO₃)₂ збільшує у 3-6 разів швидкість поглинання кисню клітинами фототрофних сіркобактерій Chlorobium sp. Ya-2002, Lamprocystis sp. Ya-2003 та Thiocapsa sp. Ya-2003.

5. Внесення Pb(NO₃)₂, ZnSO₄ чи CdSO₄ зменшує вміст бактеріохлорофілу a на 70-75% у клітинах фототрофних бактерій Lamprocystis sp. Ya-2003. За дії 2,5 мМ солі Плюмбуму, Цинку та Купруму вміст хлоробактину у клітинах Chlorobium sp. Ya-2002 та консорції P. roseo-viridae зменшується на 90-97%. Встановлено ряд дії солей металів на кількісний склад пігментів фототрофних сіркобактерій: Cu>Cd>Pb>Zn.

6. Внесення солей важких металів спричиняє негативні цитоморфологічні зміни у клітинах бактерій циклу сірки.

7. Уперше встановлено, що бактерії циклу сірки здатні поглинати іони важких металів зі середовища. Найменше вони поглинають Cd²⁺ (2,22·10^-20 мМ/г клітин, Thiocapsa sp. Ya-2003), дещо менше - Pb²⁺ (0,11·10^-6 мМ/г клітин, P. roseo-viridae). Найбільше здатні поглинати Cu²⁺ (0,19 мМ/г клітин, Desulfuromonas sp. Ya-2005). Уперше встановлено, що здатність клітин досліджуваних бактерій до поглинання змінюється в ряді іонів важких металів: Cu>Pb>Cd.

Одержані результати рекомендовано застосувати для виділення стійких до солей важких металів штамів сіркобактерій, які здатні поглинати іони цих сполук у високих концентраціях. Результати вивчення впливу солей важких металів на сульфатвідновлювальні бактерії рекомендовано використовувати при створенні універсальних комплексних біотехнологій очищення водойм від цих ксенобіотиків. Зміни фізіолого-біохімічних характеристик бактерій циклу сірки за впливу солей важких металів мають перспективу використання при підборі бiологiчних iндикаторів.

Список робіт, опублікованих за темою дисертації

1. Кушкевич І. В. Вплив концентрацій Cd²⁺ та Zn²⁺ на ріст культури Desulfovibrio desulfuricans Ya-11 / Кушкевич І. В., Гнатуш С. О., Кулачковський О. Р. // Науковий вісник Ужгородського національного ун-ту. Біологія. - 2008. - Вип. 22. - С. 97-103. (Здобувач провів експериментальні дослідження росту бактерій, виконав електронно-мікроскопічні дослідження, а також спільно з науковим керівником проаналізував і узагальнив літературні джерела, брав участь у написанні та оформленні статті).

2. Кушкевич І. В. Вплив різних концентрацій Pb²⁺ на фізіолого-біохімічні властивості фототрофних сіркобактерій Chromatium okenii / Кушкевич І. В., Гнатуш С. О., Гудзь С. П., Кулачковський О. Р., Федорович А. М. // Вісник Львівського ун-ту. Серія біологічна. - 2008. - Вип. 46. - С. 137-146. (Здобувач провів експериментальні дослідження росту бактерій, швидкості поглинання кисню, виконав електронномікроскопічні дослідження, виконав спектральний аналіз пігментів, спільно з науковим керівником проаналізував і узагальнив дані літератури, написав та оформив статтю).

3. Кушкевич І. В. зміна деяких фізіолого-біохімічних властивостей Thiocapsa roseopersicina за впливу різних концентрацій кадмій сульфату / Кушкевич І.В., Гнатуш С. О., Гудзь С. П. // Вісник Одеського ун-ту. Біологія. - 2008. - Т.13. - Вип. 4. - С. 177-186. (Здобувач провів усі експериментальні дослідження, узагальнив, написав та підготував статтю до друку).

4. Кушкевич І. В. Вплив кадмій сульфату на ріст, швидкість поглинання кисню та ультраструктуру Chromatium sp. / Кушкевич І. В., Гнатуш С. О., Гудзь С. П., Кулачковський О. Р. // Мікробіологія і біотехнологія. - 2009. - №1. - С. 70-76. (Здобувач провів експериментальні дослідження росту бактерій, швидкості поглинання кисню, виконав електронно-мікроскопічні дослідження, проаналізув і узагальнив дані літератури, написав та оформив статтю).

5. Кушкевич І. В. Вплив деяких важких металів на фотосинтезувальні сіркобактерії Lamprocystis sp. / Кушкевич І. В., Гнатуш С. О., Гудзь С. П. // Біологічні студії. - 2009. - Т. 3, №2. - С. 71-80. (Здобувач провів усі експериментальні дослідження, спільно з науковим керівником та проф. С. П. Гудзем проаналізував їх і узагальнив, написав та підготував статтю до друку).

6. Кушкевич І. Акумулювання Сu²⁺ та Сd²⁺ клітинами Desulfuromonas acetoxidans за різних концентрацій металів у середовищі / Кушкевич І., Гнатуш С., Гудзь С., Василів О. // Вісник Львівського ун-ту. Серія біологічна. - 2008. - Вип. 48. - С. 140-145. (Здобувач провів експериментальні дослідження акумуляції іонів важких металів бактеріями, спільно з науковим керівником підібрав методики досліджень, проаналізував і узагальнив літературні джерела, брав участь в аналізі експериментальних даних, написанні та оформленні статті).

7. Кушкевич І. Вплив важких металів на властивості Pelochromatium roseo-viridae / Кушкевич І., Гнатуш С., Гудзь С., Друль М., Федорович А. // Вісник Львівського ун-ту. Серія біологічна. - 2009. - Вип. 49. - С. 157-164. (Здобувач провів експериментальні дослідження росту бактерій, виконав спектральний аналіз пігментів, проаналізув і узагальнив дані літератури, написав та підготував статтю до друку).

8. Halushka A. Bacteria of sulfur cycle: morphological and physiological characteristics, the role in production and utilization of hydrogen sulfide / Halushka A., Kushkevych I., Peretyatko T., Hnatush S., Gudz S. // 2^nd Polish-Ukrainian Weigl Conference „Microbiology in the XXI century” Warsaw Agricultural University - SGGW 24-26 September 2007. - P. 100 - 103.

9. Скобало М. В. Ріст зелених сіркових бактерій роду Chlorobium при різних концентраціях іонів кадмію / Скобало М.В. Кушкевич ІВ, Гнатуш С.О. // Матеріали ІІ Міжнародної конференції молодих учених «Біологія: від молекули до біосфери» (19 - 21 листопада 2007 року). Харків: Планета-Принт. - 2007. - С. 389-390.

10. Vasyliv O. Effects of some heavy metals salts on glutathione content in the cells of Desulfuromonas acetooxidans / Vasyliv O., Kushkevych I., Hnatush S. // V International Scientific Conference for Students and PhD Students „Youth and Progress of Biology”, Lviv, Ivan Franko LNU, May 12-15, 2009. Abstracts book, Lviv. - 2009. - V. 2. - P. 224-225.

11. Сай Ю. В. Ріст та поглинання кисню клітинами пурпурових сіркових бактерій Thiocapsa sp. при внесенні у середовище культивування різних концентрацій іонів кадмію / Сай Ю. В. Притула І. Р., Кушкевич І В, Гнатуш С. О. // Матеріали ІІ Міжнародної конференції молодих учених „Біологія: від молекули до біосфери” (19-21 листопада 2007 року). Харків: Планета-Принт. - 2007. - С. 382-383.

12. Скобало М. В. Ріст і дихання зелених сіркових бактерій Chlorobium limicola за впливу іонів плюмбуму / Скобало М. В., Притула І. Р., Кушкевич І.В., Гнатуш С.О. // Матеріали Х Всеукраїнської наукової конференції студентів, магістрантів і аспірантів „Екологічні проблеми регіонів України” (17-18 квітня 2008 року), Одеса. - 2008. - С. 275-276.

13. Кушкевич І. В. Ріст і поглинання кисню пурпуровими сірковими бактеріями Lamprocystis roseopersicina за впливу іонів кадмію / Кушкевич І. В., Притула І. Р., Гнатуш С. О. // Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції „Біорізноманіття: теорія, практика та методичні аспекти вивчення у загальноосвітній та вищій школі” (Полтава, 7-8 лютого 2008 року), Полтава: Друкарська майстерня. - 2008. - С. 184.

14. Скобало М.В. Вплив іонів кадмію на пігментний склад зелених сіркових бактерій Chlorobium limicola / Скобало М. В., Кушкевич І. В., Гнатуш С. О. // Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції „Біорізноманіття: теорія, практика та методичні аспекти вивчення у загальноосвітній та вищій школі” (Полтава, 7-8 лютого 2008 року), Полтава: Друкарська майстерня. - 2008. - С. 255.

15. Друль М. Ріст консорції бактерій Pelochromatium rozeo-viridae за впливу іонів плюмбуму та купруму / Друль М., Скобало М., Кушкевич І., Гнатуш С. // Матеріали XII Міжнародного медичного конгресу студентів та молодих учених (31 березня - 2 квітня 2008 року), Тернопіль: Укрмедкнига. - 2008. - С.236.

16. Василів О. М. Вплив іонів цинку на ріст Desulfuromonas acetoxidans / Василів О.М., Кушкевич І. В., Гнатуш С. О. // Збірник тез ІV Міжнародної наукової конференції студентів та аспірантів „Молодь і поступ біології” (7-10 квітня 2008 року), Львів. - 2008. - С.298-299.

17. Скобало М.В. Пігменти Chlorobium limicola за впливу Cu²⁺ / Скобало М. В., Кушкевич І.В., Гнатуш С.О.// Збірник тез ІV Міжнародної наукової конференції студентів та аспірантів „Молодь і поступ біології” (7-10 квітня 2008 року), Львів. - 2008. - С. 338-339.

18. Сай Ю.В. Вплив іонів купруму на ріст бактерій Thiocapsa roseopersicina / Сай Ю. В., Кушкевич І. В., Гнатуш С. О. // Збірник тез ІV Міжнародної наукової конференції студентів та аспірантів „Молодь і поступ біології” (7 - 10 квітня 2008 року), Львів. - 2008. - С.336-337.

19. Друль М. В. Вплив цинк сульфату на зміну кількісного складу пігментів консорції Pelochromatium roseo-viridae / Друль М. В., Кушкевич І. В., Гнатуш С. О. // Збірник тез І Міжнародної наукової конференції студентів, аспірантів та молодих учених „Фундаментальні та прикладні дослідження в біології” (23-26 лютого 2009 року), Донецьк. - 2009. - С. 234-235.

20. Mutenko H. Accumulation of heavy metals by the cells of Desulfovibrio desulfuricans Ya - 11 / Mutenko H., Kushkevych I., Hnatush S. // V International Scientific Conference for Students and PhD Students „Youth and Progress of Biology”, Lviv, Ivan Franko LNU, May 12-15, 2009. Abstracts book, Lviv. - 2009. - V. 2. - P. 221-222.

21. Kushkevych I. Influence of lead nitrate on photosynthetic sulfur bacteria / Kushkevych I., Hnatush S., Gudz S. // 3^nd Ukrainian-Polish Weigl Conference „Microbiology in on service for human”, Odesa National I.I. Mechnykov University, 14-17 September. Odesa. - 2009. - P.44-45.

22. Кушкевич І. Акумуляція кадмію клітинами сіркобактерій / Кушкевич І., Гнатуш С., Гудзь С. // ХІІ з'їзд Товариства мікробіологів України ім. С. М. Виноградського, Ужгород, Ужгородський національний університет, 25-30 травня 2009 р.: Збірник тез. Ужгород. - 2009. - С. 116.

Анотація

Кушкевич І. В. Вплив солей важких металів на фізіолого-біохімічні характеристики бактерій циклу сірки. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.07 - мікробіологія. Інститут мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України, Київ, 2010.

Дисертація присвячена вивченню впливу солей важких металів на фізіолого-біохімічні характеристики бактерій, що забезпечують кругообіг сірки у природі.

У результаті проведеної роботи вперше показано інгібуючий вплив солей важких металів на ріст бактерій циклу сірки та використання сульфат-іонів мікроорганізмами Desulfovibrio sp. Ya-11. На основі отриманих результатів уперше одержано ряди токсичної дії іонів важких металів на сульфатвідновлювальні бактерії Desulfovibrio sp. Ya-11: Pb>Cd>Cu; сірковідновлювальні Desulfuromonas sp. Ya-2005: Cd>Cu>Pb>Zn; фототрофні сіркобактерії Thiocapsa sp. Ya-2003: Cu>Cd>Pb>Zn; Lamprocystis sp. Ya-2003, Chlorobium sp. Ya-2002: Cu>Pb>Cd>Zn та консорцію Pelochromatium roseo-viridae: Cd>Pb>Cu>Zn.

...