Действие тяжелых металлов на пробиотические штаммы Bacillus
Оценка степени подавления роста бактериальных культур под действием тяжелых металлов. Чувствительность использованных пробиотических штаммов Bacillus. Оценка минимальныой ингибирующей концентрации при добавлении тяжелых металлов для бактериальных культур.
| Рубрика | Биология и естествознание |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 21.02.2019 |
| Размер файла | 77,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Действие тяжелых металлов на пробиотические штаммы Bacillus
The effect of heavy metals on probiotic Bacillus strains
Мешкова Виктория Викторовна
Оренбургский государственный университет (ОГУ)
Оренбург, Россия
На настоящий момент окружающая среда испытывает заметное влияние антропогенных факторов, к которым относятся и тяжелые металлы, определенным образом воздействующие на микроорганизмы.
Известно, что низкие концентрации металла способны стимулировать рост и активность метаболических процессов, однако в более высоких концентрациях становятся токсичными. При высокой концентрации все тяжелые металлы вредны для организма, так как они способны приводить к целому ряду деградативных изменений, которые могут вести к ингибированию их размножения. Очень чувствительны к высоким концентрациям тяжелых металлов виды рода Bacillus. При этом скорость воздействия тяжелых металлов на грамположительные бактерии выше по сравнению с грамотрицательными [1, 2].
В качестве объектов для исследования использовались чистые культуры микроорганизмов Bacillus amyloliquefaciens (штамм 10642), Bacillus cereus, Bacillus licheniformis и чистая культура Bacillus subtilis (штамм 534). Также были использованы сульфаты тяжелых металлов (d-элементы в таблице Д.И. Менделеева) производства «ООО «РЕАХИМ» - Россия: железо (III) сернокислое 9-водное (Fe2(SO4)3•9H2O), кадмий сернокислый 8водный (3CdSO4•8H2O), кобальт (II) сернокислый 7водный (CoSO4•7H2O), медь (II) сернокислая 5-водная (CuSO4•5H2O). В исследовании были использованы следующие методы: метод определения минимальной ингибирующей концентраций (МИК) и метод получения внеклеточных пептидов.
В исследовании использовались 96-луночные пластиковые планшеты, в которые, в каждые 32 лунки производилось серийное разведение тяжелого металла в стерильной дистиллированной воде, в последние два ряда, т.е. 16 лунок (11 и 12 ряд) помещалась только стерильная дистиллированная вода - что являлось контролем. Затем в каждую лунку добавлялась суспензия бактерий (физиологический раствор с культурой микроорганизмов). После чего добавлялась стерильная жидкая питательная среда (бульон). Культивировалась в течение суток в термостате при температуре 370С, после чего производилось измерение оптической плотности при 450 нм.
Для проведения дальнейших исследований необходимо определить минимальные ингибирующие концентрации при добавлении тяжелых металлов. Были выявлены минимально подавляющие концентрации тяжелых металлов на рост бактериальных культур (Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus cereus, Bacillus licheniformis, Bacillus subtilis), отражающие наименьшую концентрацию, которая подавляет видимый рост исследуемого микроорганизма in vitro (в бульонных или на агаровых питательных средах) в стандартных условиях постановки опыта и выражается в моль (М).
В ходе проведенных экспериментальных работ было установлено, что изученные тяжелые металлы проявили различную степень подавления роста бактериальных культур, а также использованные штаммы оказались неодинаково чувствительны (рисунок 1).
тяжелый металл пробиотический штамм
Рисунок 1 - Влияние сульфатов тяжелых металлов (а - кадмия; б - кобальта; в - железа; г - меди) на антагонистическую активность внеклеточных пептидов пробиотических штаммов Bacillus: 1 - Bacillus amyloliquefaciens; 2 - Bacillus cereus; 3 - Bacillus licheniformis; 4 - Bacillus subtilis.
В результате проведении исследования по методу минимальных ингибирующих концентраций выявили, что среди всех использованных тяжелых металлов в данном исследовании наибольшую токсичность по отношению к внеклеточным пептидам пробиотических штаммов Bacillus проявляют сульфаты тяжелых металлов - кадмия и кобальта. Заметно меньшую токсичность, к использованным, в исследовании МИК, штаммам Bacillus, проявляют сульфаты тяжелых металлов - меди и железа.
Даже в небольших концентрациях кобальт и кадмий угнетают размножение исследуемых бактерий. Такое воздействие кадмия и кобальта на исследуемые штаммы Bacillus можно объяснить тем, что данные элементы не выполняют биологических функций, однако, при высоких концентрациях эти металлы, за счёт хорошей способности к комплексообразованию, являются чрезвычайно токсичными для микробов [3, 4]. Медь и железо, входят в число таких тяжелых металлов, которые являются жизненно необходимыми в небольших количествах, например в качестве компонентов питания. Но даже такие наиболее значимые микроэлементы являются токсичными в повышенных концентрациях [5].
Вследствие изучения результатов исследований по методу минимально ингибирующих концентраций выявили, что наиболее чувствительными из всех пробиотических штаммов Bacillus, оказались штаммы B.amyloliquefaciens и B. cereus, а наиболее устойчивыми - B. licheniformis и B. subtilis.
Литература
1. Оралбаева С.С., Общая характеристика бактериоцинов / С.С. Оралбаева // Республиканская коллекция микроорганизмов НЦБ РК, Астана. 2007. - С. 1- 2;
2. Шпаков А.О., Пептидные аутоиндукторы бактерий / А.О.Шпаков // Лаборатория молекулярной эндокринологии института эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН, Изд-во: СПБ. - 2009. - № 3. - С. 1- 3;
3. Бузолёва Л.С., Влияние тяжелых металлов на размножение патогенных бактерий / Л.С. Бузолёва, А.М. Кривошеева // Успехи современного естествознания. - 2013. - № 7. - С. 30-31;
4. Багаева Т.В., Микробиологическая ремедиация природных систем от тяжелых металлов: учеб.-метод. пособие / Т.В. Багаева, Н.Э. Ионова, Г.В. Надеева. - Казань: Казанский ун-т. - 2013. С. - 56;
5. Илялетдинов А.Н., Биотехнология металлов / А.Н. Илялетдинов. - М.: Наука. 1986. - С. - 355.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Причины токсичности тяжелых металлов и поливалентных катионов. Строение высшего растения, особенности корневой системы и надземной части растений. Роль различных тканей растения в транспорте и распределении тяжелых металлов и поливалентных катионов.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 27.05.2012Влияние основных тяжелых металлов на растения: кобальт; молибден; никель; марганец; медь; цинк. Химические элементы, которые, входя в состав организмов растений, животных и человека, принимают участие в процессах обмена веществ.
курсовая работа [502,2 K], добавлен 25.05.2004Физико-географическая характеристика района исследования, его рельеф и климатические условия, растительность. Методика определения содержания тяжелых металлов в образцах растительного происхождения, в частности в надземной части полыни обыкновенной.
дипломная работа [82,0 K], добавлен 14.12.2015Грибы как носители экзотоксинов. Удельная активность 137 Cs в различных компонентах биогеоценоза. Распределение мицелия в почвенном профиле. Накопление радионуклидов, аккумуляция тяжелых металлов. Слабонакапливающие и средненакапливающие радиоцезий грибы.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 08.06.2013История и классификация антибиотиков. Их влияние на бактерии рода Bacillus. Интенсивность роста колоний данного микроорганизма при различных концентрациях антибиотика, растворённого в питательной среде. Метод диффузии в агар с использованием желобка.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 09.09.2009Изучение изолированного и сочетанного действия 1,1-диметилгидразина и ионов свинца и ртути на состояние мембран эритроцитов. Возможности повышения резистентности мембран с помощью биологически активных веществ (витаминов С, Е и препарата "Селевит").
диссертация [2,8 M], добавлен 25.10.2013It was proposed to use the 2H-labeled hydrolysate of RuMP facultative methylotroph Brevibacterium methylicum, obtained from deuterated salt medium dM9 as a substrate for the growth of inosine producing bacterium Bacillus subtilis.
статья [550,4 K], добавлен 23.10.2006Формы и размеры бактериальных организмов и их краткая характеристика. Строение бактериальной клетки, движение бактерий. Спорообразование и его биологическая роль, размножение бактерий. Передача признаков с помощью процессов трансдукции и трансформации.
лекция [25,5 K], добавлен 25.03.2013Строение и функционирование фотосинтетического аппарата высших растений. Измерение концентрации хлорофилла, скорости фотосинтетического выделения кислорода, фотоиндуцированных изменений выхода флуоресценции хлорофилла. Приготовление диализных трубок.
дипломная работа [2,4 M], добавлен 02.08.2015Описания специфичного комплекса уродств и пороков развития у детей, родившихся от родителей, злоупотребляющих спиртными напитками. Исследование тяжелых нарушений психического развития. Характеристика особенностей возникновения алкогольного синдрома плода.
презентация [1,6 M], добавлен 02.10.2014Первичная структура Н-и L-цепей иммуноглобулинов. Трехмерная структура иммуноглобулинов. Схема расположения внутрицепочечных дисульфидных связей в легких и тяжелых цепях молекулы IgG. Рентгеноструктурный анализ комплекса миеломного белка человека.
контрольная работа [73,5 K], добавлен 19.09.2009Вивчення різновидів комах-шкідників садових культур та основних методів боротьби з ними. Аналіз особливостей біології і поведінки шкідників плодових дерев та ягідних культур: попелиць, щитовиків, плодових довгоносиків, короїдів, метеликів, пильщиків.
курсовая работа [693,7 K], добавлен 21.09.2010Гидролиз жировых оболочек молока (прогоркание) - нарушение структуры под действием нативных и бактериальных липаз при хранении и транспортировке. Изменение структуры и свойств белков молока в процессе гомогенизации при механической и тепловой обработке.
реферат [19,2 K], добавлен 13.02.2012Влияние тяжёлых металлов на развитие головастиков. Нефть, пестициды и икра земноводных. Судьба, распределение, стабильность и биоаккумуляция наночастиц в окружающей среде. Влияние токсикантов на выживаемость, темпы роста головастиков озёрной лягушки.
магистерская работа [110,3 K], добавлен 18.07.2014Уровни включения стабильных изотопов дейтерия. Молекулы секретируемых аминокислот L-фенилаланинпродуцирующего штамма Brevibacterium methylicum и L-лейцинпродуцирующего штамма Methylobacillus flagellatum. Аминокислотные остатки суммарных белков.
статья [1,7 M], добавлен 23.10.2006Значение минерального баланса в организме человека. Проблематика нарушения баланса, дозировки и наличия макро- и микроэлементов в продуктах питания. Развитие тяжелых патологических состояний. Источники поступления минеральных веществ в организм человека.
контрольная работа [34,1 K], добавлен 06.01.2011Аэробные спорообразующие бактерии (бациллы), род Bacillus семейства Bacillaceae, их морфолого-физиологические признаки. Санитарно-показательные микроорганизмы. Санитарно-гигиеническая характеристика пищевых продуктов. Возбудители кишечных заболеваний.
контрольная работа [20,4 K], добавлен 10.06.2009Характеристика географии и экологических условий Астраханской области. Состояние изученности насекомых-вредителей ягодных культур и их видовой состав. Эколого-биологическая характеристика насекомых, повреждаемые породы культур и причиняемый ими вред.
курсовая работа [410,7 K], добавлен 23.02.2009Природно-климатические условия Национального парка "Бузулукский бор". Организация, характеристика и состояние лесного фонда. История создания географических культур сосны обыкновенной. Различия в реакции климатипов на изменения метеорологических факторов.
дипломная работа [1007,4 K], добавлен 13.06.2014Общие бактериальные болезни насекомых, энтомопатогенные бактерии. Негативное влияние бактерий на здоровье человека. Характеристика и механизм действия бактерий Bacillus thuringiensis. Бактериальные препараты: применение и методы повышения эффективности.
курсовая работа [48,4 K], добавлен 02.12.2010
