Вивчення різноманіття вірусів бактерій, виділених із біотопів моху та ґрунту Антарктичного регіону
Характеристика виділення фагів із екосистем, що функціонують в умовах низьких температур. Виділення бактеріофагів зі зразків моху та ґрунту, титрування за методом Граціа. Особливість накопичення фагів у рідкому поживному середовищі з примусовою аерацією.
Рубрика | Биология и естествознание |
Вид | статья |
Язык | украинский |
Дата добавления | 20.09.2020 |
Размер файла | 495,8 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/
Київський національний університет імені Тараса Шевченка
Вивчення різноманіття вірусів бактерій, виділених із біотопів моху та ґрунту антарктичного регіону
В. Головань, асп., О. Андрійчук, канд. біол. наук, І. Будзанівська, д-р біол. Наук
Київ, Україна
Анотація
До нинішнього часу частка досліджених наукою найчисленніших біологічних об'єктів - бактеріофагів є мізерною порівняно з іншими біологічними представниками мікро- та макросвіту. Їхні властивості добре досліджені лише для невеликої кількості так званих модельних бактеріофагів. Водночас виділення фагів із екосистем, що функціонують в умовах низьких температур, представляє значний науковий інтерес і має певні методичні складнощі. Метою дослідження було вивчення різноманіття вірусів бактерій (фагів), виділених із біотопів моху та ґрунту антарктичних рослин. Методи: виділення бактеріофагів зі зразків моху та ґрунту, титрування за методом Граціа, накопичення фагів у рідкому поживному середовищі з примусовою аерацією, електронна-мікроскопія, статистичні методи. Результати: проведено виділення вірусів бактерій (бактеріофагів) із біотопів моху та ґрунту. Описано морфологію негативних колоній і вірусних часток отриманих ізолятів фагів. Початок утворення негативних колоній спостерігався через 57 діб, в інших через 7-10 діб. Закінчувалось їхнє формування ще через 10-12 діб. Найдовше формування негативних колоній відбувалося саме на антарктичних штамах бактеріальних культур. Встановлено їхню таксономічну різноманітність. Виявлені вірусні частки представлено різними морфотипами, притаманні вірусам родин: Myoviridae, Podoviridae та Siphoviridae порядку Caudovirales. Висновки: виділено ізоляти фагів до чутливих бактерій. Описано різноманіття бактеріофагів, що свідчать про таксономічне різноманіття бактеріофагів у наземних біотопах островів Аргентинського архіпелагу та створено колекцію за їхньою характеристикою.
Ключові слова: Антарктида, віруси бактерій (бактеріофаги), вірусні частки.
К настоящему времени исследования многочисленных биологических объектов - фагов, является мизерной по сравнению с другими биологическими представителями микро- и макромира. Их свойства хорошо изучены лишь для небольшого числа так называемых "модельных бактериофагов". В то же время, выделение фагов с экосистем, функционирующих в условиях низких температур, представляет значительный научный интерес и имеет определенные методические сложности. Целью исследования было изучение разнообразия вирусов бактерий, выделенных из биотопов мха и почвы антарктических растений. Методы: выделение бактериофагов из образцов мха и почвы, титрования методом по Грациа, накопления фагов в жидкой питательной среде с принудительной аэрацией, электронная микроскопия, статистические методы. Результаты проведения выделения вирусов бактерий (бактериофагов) с биотопов мха и почвы. Описана морфология негативных колоний и вирусных частиц, полученных из изолятов фагов. Начало образования негативных колоний наблюдался через 5-7 суток, в других через 7-10 суток. Заканчивалось их формирования еще через 10-12 суток. Дольше всего формирование негативных колоний происходило именно на антарктических штаммах бактериальных культур. Установлено их таксономическую принадлежность. Выявленные вирусные частицы были представлены различными морфотипами, присущие вирусам, которые относятся к семействам: Myoviridae, Podoviridae и Siphoviridae порядка Caudovirales. Выводы: выделены изоляты фагов к чувствительным бактериям. Описано разнообразие бактериофагов, которое свидетельствует о таксономическом различии бактериофагов в наземных биотопах островов Аргентинского архипелага. Создана коллекция изолятов бактериофагов с их характеристикой.
Ключевые слова: Антарктида, вирусы бактерий (бактериофаги), вирусные частицы.
Until now, there is a little number of scientifically investigated phages, in comparison to other biological representatives of the micro and macro world. Their properties are well studies only for a small number of so-called model bacteriophages. At the same time, the extraction of phages from ecosystems that function in low temperatures represents considerable scientific interest and has some methodological difficulties. The aim of the research was to study the diversity of viruses of bacteria isolated from the moss and soil of Antarctic plants. Methods: isolation of bacteriophages from moss and soil specimens, titration by the Gratia method, accumulation of phages in a liquid nutrient medium with forced aeration, electron microscopy, statistical methods. Results: The isolation of bacterial viruses (bacteriophages) from moss and soil biotops has been carried out. The morphology of negative colonies and viral particles of obtained phage isolates is described. Start of the negative colonies formation was observed in 5-7 days, in others after 7-10 days. Their formation was completed after 10-12 days. The longest formation of negative colonies occurred precisely on strains of Antarctic bacterial cultures. Their taxonomic diversity is established. The detected viral particles were represented by different morphotypes, which are typical for the viruses of the families Myoviridae, Podoviridae and Siphoviridae of the Caudovirales order. Conclusions: isolates of phages to sensitive bacteria were extracted. A description of the diversity of bacteriophages has been made, which shows the taxonomic diversity of bacteriophages in the terrestrial biotopes of the islands of the Argentine archipelago and collection according to their characteristics was created.
Key words: Antarctica, bacterial viruses (bacteriophages), viral particles.
Вступ. В останні роки значну увагу науковців привертає дослідження Антарктичного континенту. Чисельна кількість організмів, яка є особливим об'єктом досліджень, перебуває в умовах вічної мерзлоти. Мікроорганізми, що циркулюють на Антарктичному континенті та на островах, мають унікальні стратегії адаптації для виживання в середовищі низьких температур [9, 11].
А дослідження особливостей виживання фагових популяцій у природі - їхніх еволюційних зв'язків, адаптації до бактерій, зовнішнього середовища на сьогодні не вивчені. Однією із задач, яка вирішує це питання, є визначення географічного ареалу поширення фагів, вивчення їхніх властивостей та еволюційних особливостей у різних кліматичних умовах.
Віруси чисельно домінують у навколишньому середовищі і становлять велику частку генетичного різноманіття на Землі [15, 20]. Вони впливають на структуру бактеріальних спільнот, генетичне різноманіття та еволюцію мікроорганізмів [16]. Віруси бактерій, здатні змінювати внутрішньо- та міжвидові взаємодії бактерій, таким чином впливають на динаміку бактеріальних популяцій [4, 13].
Інформації про різноманітність і мінливість вірусів бактерій, на сьогодні поширених на Антарктичному континенті, небагато, хоча такі нові незалежні від культивування методи, як метагеноміка, розширили розуміння про багатогранність і мінливість вірусів [5, 10, 14]. Обмеженість інформації про біологічні властивості вірусів в основному пов'язана з відсутністю універсальних генних маркерів для проведення молекулярних досліджень, а також складністю пошуку чутливих бактерій для дослідження біологічних властивостей вірусних спільнот [1, 6, 7]. Зазвичай дослідження в Антарктиці спрямовані на комплексну характеристику чисельності наземних і морських екосистем на всіх рівнях організації, вивчення стратегій виживання антарктичних організмів під впливом екстремальних факторів. На даний час не опубліковано жодного комплексного аналізу вірусного різноманіття в наземних біотопах Антарктиди [8, 12, 17]. З точки зору комплексного підходу до досліджень екосистем увагу слід приділити вірусам, що поширені не лише в прісноводних і морських середовищах, але й в наземних біотопах. Отже, існує потреба у вивченні і дослідженні вірусів мікроорганізмів, поширених на Аргентинських островах. Проведення таких досліджень є актуальною задачу як для встановлення механізмів збереження популяцій фагів у суворих умовах, так і аналізу шляхів їхньої еволюції.
Мета дослідження - вивчення різноманіття вірусів бактерій, виділених з біотопів моху ґрунту антарктичних рослин.
Матеріали і методи. Бактеріофаги виділяли зі зразків ґрунту і моху, відібраних під час сезонних робіт у 2018 р. на архіпелазі Аргентинських островів у місце- розташуванні Української Антарктичної станції "Академік Вернадський", о. Галіндез.
Для виділення бактеріофагів із ґрунту і моху ми випробували декілька методик для пошуку оптимальної:
5 г ґрунту поміщали в 50 мл 0,1 M Tris HCl, pH 7,4, з інкубацією протягом 30 хв. Отриману суспензію центрифугували за низької швидкості (протягом 15 хв при 5000 g), отриманий супернатант центрифугували при 37 тис. об./хв протягом 1,5 год. Осад ресуспенду- вали в 0,5 мл 0,1 M Tris HCl, pH 7,4;
5 г моху гомогенізували в 50 мл фізіологічного розчину, ресуспендували на орбітальному шейкері протягом 20 хв. Отриману суспензію центрифугували за низької швидкості (протягом 20 хв при 4000 g, а далі фільтрували через мембранний фільтр з порами діаметром 0,45 мкм, отримуючи на виході 30 мл кінцевого фільтрату.
Бактеріофаги виявляли шляхом прямого висіву на поживний агар. Титри визначали в бляшкоутворюючих одиницях у мл (БУО/мл) методом двошарових агарів за методомГраціа. Біологічну активність ізолятів фагів перевіряли на індикаторних штамах бактерій. У роботі використовували культури фітопатогенних бактерій, люб'язно надані відділом фітопатогенних бактерій (колекція музею Інституту мікробіології та вірусології НАН України ім. Д.К. Заболотного), Національним антарктичним науковим центром.
Використовували 14 індикаторних культур фітопатогенних бактерій: Erwinia carotovora; Erwinia herbicola; Xanthomonas campestris; Enterobacter cloacae; Escherichia coli; Pseudomonas veronii; Pseudomonas fluorescens 8573; Pseudomonas syringae pv. lachrymans 7591; Pseudomonas savastanoi pv. phaseolicola 4013; Clavibacter michignensis sp.; Serratia marcescens sp.; Bacillus sp.; Sphingobacterium thalophilum sp.; Paenibacillus sp.
Електронно-мікроскопічні дослідження проводились з використанням просвічувального електронного мікроскопа JEOL (JEM-1400) Центру колективного користування при Інституті мікробіології і вірусології імені Д. К. Заболотного НАН України [21]. Вимірювання параметрів часток здійснювали за допомогою програм ImageJ (http://imagej.nih.gov/ij/) та Adobe Photoshop CS5, статистичну обробку даних здійснювали в Microsoft Excel.
Результати та їх обговорення. Аналізували зразки ґрунту і моху, відібраних під час сезонних робіт у 2018 р. на архіпелазі Аргентинських островів у місце- розташуванні Української Антарктичної станції "Академік Вернадський". Проби ґрунту і моху були відібрані з 14-ти різних ділянок, не охоплених льодом: Галіндез Д-4; Галіндез Д-3; Галіндез Д-2; Галіндез ВЛФ; Галіндез, Крапля; Галіндез, Дізель; Галіндез, точка колобан- та; Галіндез Метео; Галіндез, поінт 24; Галіндез, мис Магніт 24; Галіндез Д-5; Галіндез Д-12; Галіндез Щучник дернистий Пунта Аренса. Усі подальші дослідження проводились після доставки в Україну.
Зразки для дослідження відбирались у стерильних поліетиленові пакети при температурі, нижче 0° С і були доставлені в лабораторію, де зберігалися у морозильних камерах за температури -16-18° С. Усі подальші дослідження проводились в ламінарному боксі для уникнення контамінації з лабораторними штамами бактеріофагів і бактерій. На першому етапі було отримало суспензії зразків, які були сконцентровані та дослідженні за допомогою методу електронної мікроскопії. Це дало змогу встановити морфологічні особливості бактеріофагів та таксономічну приналежність.
За результатами електронно-мікроскопічних досліджень виявлено наявність ікосаедричних і сферичних вірусоподібних часток та структурних елементів віріонів (уламки хвостових відростків, скорочені чохли хвостових відростків, відламані головки). Виявлені вірусні частки були представлені різними морфотипами притаманні вірусам таких родин: Myoviridae, Podoviridae та Siphoviridae порядку Caudovirales (рис. 1).
Рис. 1. Електронно-мікроскопічне зображення вірусоподібних часток, виділених із моху та ґрунту
При розгляді критеріїв, які використовують для диференціації фагів, визначення морфологічної будови дозволить вважати вірусами відомих морфологічних типів. Визначення розмірів даних віріонів дозволяє казати про їхню неоднорідність. Між ними спостерігалась різниця як у розмірі часток, так і розмірі хвостових відростків.
Серед виявлених вірусних і вірусоподібних часток були ідентифіковані:
А) фаги морфотипу А1 з ікосаедричною головкою і хвостовим відростком, що скорочується, які можна віднести до родин Myoviridae порядку Caudovirales. Багато таких вірусних часток мали скоротливі хвостові відростки та/або порожні головки. Розміри таких вірусних часток становили: довжина хвостового відростка
105,5±4 нм, розмір головки 108±3 нм (А1); довжина хвостового відростка 180 ± 4 нм, розмір головки 95 ± 2 нм (А2); довжина хвостового відростока 111,3±4 нм, розмір головки 106 ± 3 нм (А3);
Б) фаги морфотипу В1, В2 з ікосаедричною головкою і хвостовим відростком, що не скорочується, які можна віднести до родин Siphoviridae порядку Caudovirales. Розміри таких вірусних часток становили: - довжина хвостового відростка 245 ± 4 нм, розмір головки 72 ± 3 нм (Б1); - довжина хвостового відростка 253 ± 3 нм, розмір головки 67 ± 1 нм (Б2); - довжина хвостового відростка 102 ± 3 нм, розмір головки 65 ± 4 нм (Б3);
В) фаги морфотипу С1 з ікосаедричною головкою і коротким хвостовим відростком, які можна віднести до родин Podoviridae порядку Caudovirales. Розміри таких вірусних часток становили: - розмір головки 6о ± 4 нм (В1); - розмір головки 85 ± 2 нм (В2);
На сьогодні за літературними даними існує повідомлення про істотне поширення бактеріофагів у різноманітних екологічних нішах Землі. Водночас досі майже нічого невідомо про бактеріофаги мерзлотних ґрунтів, у тому числі у ґрунтових шарах Антарктиди. Виникає запитання стосовно бактерій-хазяїв даних бактеріофагів. Як відомо, ефективність виділення вірусів із природного середовища коливається в широких межах і часто супроводжується певними труднощами, що зумовлюються малою кількістю вірусів у пробах. Тому, зважаючи на невисоку ймовірність поширення в Антарктиді фітопато- генної мікрофлори, пряме виділення фагів до неї з чистих проб представляє значний інтерес.
Для визначення кола чутливих хазяїв ізолятів було проведено дослідження спектра біологічної активності
фагів на 14-ти штамах фітопатогенних бактерій. За літературними даними і раніше проведеними дослідженнями до фагів, виділених з антарктичного регіону, важко підібрати чутливі бактеріальні культури. Тому використовували бактеріальні ізоляти, які мають різні біологічні властивості, морфологію і належать до різних родів. У роботі були використанні бактеріальні культури, виділені з помірного регіону (Україна): Erwinia carotovora; Erwinia herbicola; Xanthomonas campestris; Enterobacter cloacae; Escherichia coli; Pseudomonas fluorescens 8573; Pseudomonas syringae pv. lachrymans 7591; Pseudomonas savastanoi pv. phaseolicola 4013; Clavibacter michignensis sp.; Serratia marcescens sp.; Sphingobacterium thalophilum sp.; Paenibacillus sp. та полярного (Антарктида) регіону: Bacillus sp,
Pseudomonas veronii.
На даному етапі виникла проблема при виділенні фагів методом подвійних агарових шарів. Газон бактеріальної культури формувався щільно, негативні колонії виявлено не було. Було зроблено припущення, що дане явище пов'язане з двома факторами: негативні колонії проявляються пізно, починаючи з 5 доби, і закінчуються формування на 12 добу інкубації. За цей час бактеріальна культура встигає набути високої щільності, а це може бути пов'язане з температурними оптимумами інкубації. Для цього було поділено експеримент на 3 дослідні підгрупи, одні чашки інкубували при температурі +26-28° С, інші при +15-17°С і треті при +4-6° С. Встановлено, що формування негативних колоній бактеріофагів найкраще відбувається за температури + 1517° С. Це можна пояснити тим, що при досить високій температурі фаги повністю або частково інактивуються і втрачають свою літичну активність. При досить низькій температурі не відбувається ріст бактеріальної культури, тому утворення негативних колоній зафіксувати неможливо (табл. 1).
Таблиця 1. Спектр біологічної активності бактеріофагів чутливих до бактеріальних ізолятів
Бактеріальні ізоля™,,-''''''^ Зразки |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
|
Bacillus sp. |
плями лізису |
- |
- |
- |
- |
||||||||||
Clavibacter michignensis sp. |
- |
- |
- |
- |
- |
||||||||||
Enterobacter cloacae |
дрібні негативні колонії, різної морфології, мутні >100 |
- |
- |
- |
- |
||||||||||
Er. herbicola |
- |
- |
- |
- |
- |
||||||||||
Erwinia carotovora |
- |
- |
- |
- |
- |
||||||||||
Escherichia coli |
- |
- |
- |
- |
- |
||||||||||
Pseudomonas fluorescens 8573 |
- |
- |
- |
- |
- |
||||||||||
P. syringae pv. lachrymans 7591 |
- |
- |
- |
дрібні негативні колонії, різної морфології, прозорі >100 |
- |
||||||||||
P. veronii |
- |
- |
- |
дрібні негативні колонії, прозорі >100 |
- |
||||||||||
P. savastanoi pv. phaseolicola 4013 |
- |
- |
- |
- |
- |
||||||||||
Paenibacillus sp. |
- |
- |
- |
- |
- |
||||||||||
Serratia marcescens sp. |
- |
- |
- |
- |
- |
||||||||||
Sphingobacterium thalophilum sp. |
- |
- |
- |
- |
- |
||||||||||
Xanthomonas campestris |
- |
- |
- |
- |
- |
Проведення таких досліджень представляє актуальну задачу як для встановлення механізмів збереження популяцій фагів в екстремальних умовах, так і для аналізу шляхів їхньої еволюції. Зокрема, виявлення літичної активності фагів до фітопатогенних бактерій дозволяє припустити ймовірність наявності специфічних механізмів, що дозволяють набувати здатності адаптації до нових хазяїв, і поширення в бактеріальних популяціях. Для фагів, які виявляли літичну активність, було характерно утворення типових дрібних негативних колоній діаметром 0,1-0,3 см, кількість яких коливалась від 20 до 100 бляшкоутворюючих одиниць у мл (БУО/мл).
Негативні колонії, що були отримані й досліджені в лабораторії, розрізнялись за розмірами, особливостями морфології та швидкості формування їхніх бляшок. Негативні колонії утворені фагами зразка № 13 на штамах бактеріального ізоляту Pseudomonas syringae pv. lachrymans 7591 були не однорідними, різної морфології, прозорі. Зразок № 13 містив фаги, які утворювали негативні колонії на штамах бактеріального ізоляту
Pseudomonas veronii. Різниця між колоніями, утвореними на українському штамі Pseudomonas та антарктичному штамі Pseudomonas полягала в тому, що колонії утворені на штамі бактеріальної культури, виділеної з біотопів Антарктиди були однорідними та прозорими. Це може свідчити про те, що штами українського бактеріального ізоляту мають більшу кількість рецепторів і можуть бути уражені фагами декількох видів, що підтверджується утворенням негативних колоній різної морфології. Натомість бактеріальний ізолят, виділений безпосередньо в регіоні відбору проб (Антарктида), уражується фагом лише одного виду. Фаги зразка № 1 утворювали плями лізису на штамах бактеріального ізоляту Bacillus sp, плями були прозорі й мали різний розмір та не чіткі краї, тому було вирішено не класифікували їх, як негативні колонії. Морфологія негативних колоній зразка № 10 на штамах бактеріального ізоляту Enterobacter cloacae була різна, спостерігали утворення більше 5-ти видів колоній різної морфології, зокрема, мутні діаметром 0,3 см, 0,5 см та 0,7 см та прозорі негативні колонії діаметром 0,1 см та 0,2 см.
При посіві фагів методом двошарових агарових шарів на чутливі культури, початок утворення негативних колоній був різний. В одних він спостерігався через 57 діб, в інших через 7-10 діб. Закінчувалось їхнє формування вже через 10-12 діб. Найдовше формування негативних колоній відбувалося саме на антарктичних штамах бактеріальних культур. Порівняння морфології негативних колоній досліджуваних фагів показує їхню відмінність. При виділенні фагів встановлено, що нега тивні колонії утворюються, як на антарктичних штамах бактерій (Pseudomonas veronii, Bacillus sp.), так і на українських ізолятах (Pseudomonas. syringae pv. lachrymans 7591, Enterobacter cloacae) (рис. 2).
Результат виділення бактеріофагів з ґрунту та отримання інтактних збережених часток залежить від характеристик самих вірусів, їх стійкості до змін різних фізичних чинників зовнішнього середовища та від підбору оптимальних лабораторних методик. Це особливо актуально при дослідженні регіонів із характеристиками, відмінними від помірних кліматичних зон.
Рис. 2. Морфологія негативних колоній фагів на індикаторних бактеріях:
а) Pseudomonas syringae pv. lachrymans 7591; б) Pseudomonas veronii; в) Bacillus sp.; г) Enterobacter cloacae
Таким чином, виявлення літичної активності фагів до фітопатогенних бактерій дозволяє припустити ймовірність виділення нових вірусів мікроорганізмів із характерними властивостями, однією із яких є висока здатність адаптації до чутливих бактерій. Виявлені бактеріофаги відіграють свою роль у регулюванні щільності популяцій бактерій-хазяїв, беруть участь у харчових ланцюжках та горизонтальній передачі генетичної інформації.
Отримані результати свідчать про таксономічну різноманітність бактеріофагів, виділених з наземних біотопів островів Аргентинського архіпелагу. За попередньою оцінкою, незважаючи на географічну ізольованість островів Антарктики і специфічні кліматичні умови на них, більшість ізольованих бактеріофагів належать до традиційних класичних таксонів, поширених у різних регіонах Землі. Ці дослідження дадуть можливість про довжити глибинний аналіз визначення складу вірусних популяцій в умовах Антарктиди, встановлення джерел вірусних інфекцій, оцінки розповсюдження та визначення їх ролі в екологічному аспекті та мікробіологічних спільнот в унікальних умовах.
Створення колекції фагів фітопатогенних бактерій Антарктиди, що виявляють свою активність в умовах знижених температур, може представляти собою зібрання унікального генофонду вірусів. Дослідження може закласти основи створення біотехнологічних прикладних розробок із їх використанням. Таке використання може бути пов'язане як з можливими дослідженнями в галузі обмеження чисельності бактеріальних патоге- нів при сільськогосподарському виробництві, так і виявленням високоактивних ферментів, які можуть бути використані в молекулярно-біологічних дослідженнях. температура екосистема бактеріофаг мох
Автори висловлюють подяку Національному антарктичному науковому центру Державного комітету України з питань науки, інновацій та інформатизації за надання зразків для досліджень та підтримку.
Висновки
Зі зразків моху і ґрунту о. Галіндез було виділено ізоляти фагів. Зразки містили значну кількість бактеріофагів різної морфології та розмірів поширених на Аргентинських островах, Антарктида, що свідчить про біорізноманіття вірусного світу. За результатами ЕМ фаги віднесені до таксономічних груп за особливостями їх будови: до родини Podoviridae (С1морфотипу), до родини Siphoviridae (В1-В2 морфотипів), родини Myoviridae (А1, A3 - морфотипів), порядку Caudovirales.
Встановлено, що температурний оптимум появи плям лізису та негативних колоній на газоні бактеріальних культур відбувається за температури +15-17° С, на 12 добу. Негативні колонії, що були отримані і досліджені в лабораторії, розрізнялись за розмірами, особливостями морфології та швидкості формування їх бляшок. Установлення біологічної активності фагів до бактерій дозволяє припустити ймовірність виділення нових вірусів мікроорганізмів із високою здатністю адаптації до чутливих бактерій.
Раніше проводились дослідження, які заклали основу для розуміння біорізноманіття Антарктики [18, 19], але роль вірусів у ґрунтових екосистемах залишається не вивченою. Бактеріофаги, виділені в крайніх широтах для забезпечення процесів репродукції, можуть виявляти невідомі механізми або ферментні системи. Дані дослідження функціонування систем "фітопатогенні бактерії - бактеріофаги" при низьких температурах практично повністю відсутні, що зумовлює актуальність задачі - вивчення властивостей фагів та важливість створення їх колекції.
Список використаних джерел
1. Diel cycling and long-term persistence of virusesin the ocean's eu- photic zone./ F.O. Aylward, D. Boeuf, D.R. Mende, E. M. Wood-Charlson et al. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 2017. - Vol. 114. - Р. 11446-11451.
2. Genomic analysis of uncultured marine viral communities./ M. Breitbart, P. Salamon, B. Andresen et al. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 2002. - Vol. 99. - Р. 14250-14255.
3. Ocean plankton. Patterns and ecological drivers of ocean vi- ralcommunities / J.R. Brum, J.C. Ignacio-Espinoza, S. Roux et al. // Sci., 2015. - Vol. 348. - Р. 1261498.
4. Antarctic terrestrial life - challenging the history of the frozen continent?' / P. ConveyGibson, JAE, C. Hillenbrand et al. // Bio. Rev., 2008. - Vol. 83. - Р. 103-107.
5. Evelien M. Environmental drivers of viral community composition in Antarctic soils identified by viromics / M. Evelien Adriaenssens, et al. // Microbiome, 2017. - Vol. 5. - Р. 83-89.
6. Jensen E.C. Prevalence of broad-host-range lytic bacteriophages of Sphaerotilusnatans, Escherichia coli, and Pseudomonas aeruginosa / C. Jensen, H.S. Schrader, B. Rielandetal // Appl. Environ. Microbiol., 1998. - Vol. 64, № 2. - P. 575-580.
7. Antarctic bacteria inhibit growthof food-borne microorganisms at low temperatures / A. O'Brien, R. Sharp et al. // FEMS Microbiol. Ecology, 2004. - Vol. 48. - Р. 157-167.
8. Vegan: Community Ecology Package / J. Oksanen, F.G. Blanchet et al. // R package version 2.5.2, 2018.
9. Evaluation of bias induced by viral enrichment and random amplification protocols in metagenomic surveys of saliva DNA viruses. / M. Parras- Molto, A. Rodriguez-Galet, P. Suarez-Rodriguez et al. // Microbiome, 2018. - Vol. 5. - Р. 119-127.
10. Paterson H. Antarctic sea ice viral dynamics over an annual cycle / H. Paterson and J. Laybourn-Parry // Polar. Biol., 2012. - Vol. 35. - Р. 491-497.
11. Seasonal changes in the concentration and metabolic activity of bacteria and viruses at an Antarctic coastal site / I. Pearce, A.T. Davidson, E. M. Bell, et al. // Aquat. Microb. Ecol., 2007. - Vol. 47. - Р. 11-23.
12. Filamentous bacteriophage: biology, phage display and nanotechnology applications / J. Rakonjac N. Bennett, et al. // Curr. Issues Mol. Biol., 2012. - Vol. 13. - Р. 51-76.
13. Bacteriophage in polar inland waters / Ch. Sдwstrцm, J. Lisle et al. // Extremophiles, 2008. - Vol. 12. - Р. 167-175.
14. Metagenomic characterisation of the viral community of Lough Neagh, the Largest Freshwater Lake in Ireland / T. Skvortsov, C. de Leeuwe et al. // PLoS ONE, 2016. - Vol. 11. - Р. e0150361.
15. Suttle C.A. Marineviruses - major playersin the global ecosystem / A. Suttle // Nature Rev. Microbiology, 2007. - Vol. 5, N 10. - P. 801-812.
16. Weinbauer M. G. Ecology of prokaryotic viruses / M.G. Weinbauer // FEMSMicrobiol., 2004 - Vol. 28. - P. 127-181.
17. Wommack K.E. Virioplankton: viruses in aquatic ecosystems / K.E. Wommack and R.R. Colwell // Microbiol. Mol. Biol., 2000. - Vol. 64. - Р.69-114.
18. Мась Е.В. Экологическая роль вирусов фитопатогенных бактерий в Антарктиде / Е.В. Мась, Е.Н. Андрийчук, В.П. Полищук // Тр. Инта Микробиологии НАН Азербайджана. - Баку, 2009 - T. 7 - С. 59-63.
19. Мась О.В. Характеристика фагів ізольованих із зразків аргентинських островів / О.В. Мась, Е.Н. Андрийчук, В.П. Полищук // Агроекологічний ж-л,2010.- С. 149-152.
20. Комплексне вивчення антарктичної біоти / В.П. Поліщук, І.Ю. Костіков, Н.Ю. Таран та ін. // Український Антарктичний ж-л, 2009. - № 8. - C. 292.
21. Тихоненко А.С. Ультраструктура вирусов бактерий / А.С. Тихоненко. - K. : Наука, 1968.
References
1. Aylward, F. Diel cycling and long-term persistence of virusesin the ocean's euphotic zone./ Aylward, F. O., Boeuf, D., Mende, D. R., Wood- Charlson, E. M., et al // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. - 2017. - Vol. 114. - R.11446-11451.
2. Breitbart, M. Genomic analysis of uncultured marine viral communities./ Breitbart, M., Salamon, P., Andresen, B., et al // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. - 2002. - Vol. 99. - R. 14250-14255.
3. Brum, J. Ocean plankton. Patterns and ecological drivers of ocean viralcommunities / Brum, J. R., Ignacio-Espinoza, J. C., Roux, S., et al //Science. - 2015. - Vol. 348. - R. 1261498.
4. Convey P. Antarctic terrestrial life - challenging the history of the frozen continent?' / Convey P. Gibson, JAE, Hillenbrand, C., et al // Bio. Rev
5. 2008. - Vol. 83. - R. 103-107.
6. Evelien M. Environmental drivers of viral community composition in Antarctic soils identified by viromics / Evelien M. Adriaenssens, et al // Microbiome - 2017. - Vol. 5. - R. 83-89.
7. Jensen E.C. Prevalence of broad-host-range lytic bacteriophages of Sphaerotilusnatans, Escherichia coli, and Pseudomonas aeruginosa / E.C. Jensen, H.S. Schrader, B. Rielandetal. // Appl. Environ. Microbiol. - 1998. - 64, N. 2. - P. 575-580.
8. O'Brien, A. Antarctic bacteria inhibit growthof food-borne microorganisms at low temperatures O'Brien, A, Sharp, R, et al // , FEMS Microbiol. Ecology - 2004. - Vol. 48. - R. 157-167.
9. Oksanen, J. Vegan: Community Ecology Package / Oksanen, J., Blanchet, F. G, et al // R package version 2.5.2 - 2018.
10. Parras-Molto, M. Evaluation of bias induced by viral enrichment and random amplification protocols in metagenomic surveys of saliva DNA viruses./ Parras-Molto, M., Rodriguez-Galet, A., Suarez-Rodriguez, P. et al // Microbiome - 2018. - Vol. 5. - R. 119-127.
11. Paterson, H. Antarctic sea ice viral dynamics over an annual cycle./ Paterson, H., and Laybourn-Parry, J.// Polar Biol - 2012. - Vol. 35. - R. 491-497.
12. Pearce, I. Seasonal changes in the concentration and metabolic activity of bacteria and viruses at an Antarctic coastal site / Pearce, I., Davidson, A. T., Bell, E. M. , et al // Aquat. Microb. Ecol. - 2007. - Vol. 47. - R. 11-23.
13. Rakonjac J. Filamentous bacteriophage: biology, phage display and nanotechnology applications / Rakonjac J., Bennett N., et al // Curr. Issues Mol. Biol. - 2012. - Vol. 13. - R. 51-76.
14. Sдwstrцm, Ch. Bacteriophage in polar inland waters / Sдwstrцm, Ch., Lisle, J.,et al // Extremophiles - 2008. - Vol. 12. - R. 167-175.
15. Skvortsov, T. Metagenomic characterisation of the viral community of Lough Neagh, the Largest Freshwater Lake in Ireland. / Skvortsov, T., de Leeuwe, C., et al // PLoS ONE - 2016. - Vol. 11. - R. e0150361.
16. Suttle C.A. Marineviruses - major playersin the global ecosystem / A. Suttle // NatureRev. Microbiology. - 2007. - Vol. 5, N. 10. - P. 801-812.
17. Weinbauer, M. G. Ecology of prokaryotic viruses./ Weinbauer, M. // FEMSMicrobiol. - 2004 - Vol. 28. - P. 127-181.
18. Wommack, K. E. Virioplankton: viruses in aquatic ecosystems. / Wommack, K. E., and Colwell, R. R. // Microbiol. Mol. Biol. - 2000. - Vol. 64. - R. 69-114.
19. Mas' E.V. EHkologicheskaya rol' virusov fitopatogennyh bakterij v Antarktide / Mas' E.V., Andrijchuk E.N., Polishchuk V.P. // Trudy Instituta Mikrobiologii NAN Azerbajdzhana Baku. - 2009 - T.7 - S. 59-63.
20. Mas' O.V. Harakteristika fagw teol'ovanih \z zrazkw argentins'kih ostrovw./ Mas' O.V., Andrijchuk E.N., PoNshchuk V.P. // Agroekolog^hnij zh. 2010. - S. 149-152.
21. PoNshchuk V.P. Kompleksne vivchennya antarktichno'i' bbti / PoNshchuk V.P., Kostikov I.YU., Taran N.YU. ta іп. // Ukrarns'kij Antarktich- nij ZHurnal. -2009. -№8. -C. 292.
22. Tihonenko A.S. Ultrastruktura virusov bakterij: "Nauka". - K., 1968.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Особливості біології, морфологія, хімічний склад, репродукція вірусів. Поняття про бактеріофагів, їх характеристика. Антигенні властивості фагів, особливості, специфіка їх взаємодії з бактеріями. Культивування, практичне значення вірусів та бактеріофагів.
курсовая работа [3,3 M], добавлен 21.09.2010Активний пошук ефективної та безпечної альтернативи антибіотикам у боротьбі з інфекціями. Характеристика життєвих циклів бактеріофагів. Історія застосування фагів в медицині. Дослідження основних протипоказань та обмежень до використання бактеріофагів.
реферат [401,5 K], добавлен 15.04.2019Характеристика ґрунту як середовища проживання мікроорганізмів. Дослідження методів визначення складу мікроорганізмів. Аналіз їх ролі у формуванні ґрунтів та їх родючості. Біологічний кругообіг в ґрунті. Механізм дії мінеральних добрив на мікрофлору.
реферат [96,7 K], добавлен 18.12.2014Біологічне значення процесів виділення. Анатомічна будова, структурна і функціональна одиниця нирки. Фільтраційно-реабсорбційна теорія утворення сечі нирками, механізм канальцевої реабсорбції та виведення сечі. Гормональна регуляція діяльності нирок.
реферат [14,5 K], добавлен 29.11.2009Віруси, природа вірусів, загальна характеристика. Бактеріофаги: відкриття, походження, будова, хімічний склад, проникнення та вихід з клітини. Літичний цикл. Роль у природі, вплив на розвиток бактерій. Використання бактеріофагів у діяльності людини.
реферат [1,1 M], добавлен 21.04.2015Пінгвіни - чемпіони витривалості до низьких температур. Білий ведмідь, нерп, вівцебик, песець. Життя високогірних тварин. Найвисотніші мешканці гір серед птахів. Рекордисти з глибини проникання у грунт. "Верблюжі таємниці", мешканці гарячих джерел.
реферат [8,5 M], добавлен 15.04.2010Стовбурові клітини як прародительки всіх без винятку типів клітин в організмі, знайомство з функціями. Загальна характеристика методу виділення клітин, вирощування органів на поживних середовищах. Аналіз найвідоміших прикладів наукових досягнень.
презентация [871,2 K], добавлен 02.02.2014Характеристика і властивості водного середовища. Специфічні пристосування до життя у воді різноманітних організмів-гідробіонтів: форма і поверхня тіла, засоби пересування, органи дихання, виділення, чуття. Сукупність умов існування, екологічні групи.
реферат [20,6 K], добавлен 08.04.2014Види пошкодження рослин при низьких температурах. Фізіолого-біохімічні особливості морозостійкості рослин. Процес загартування, його фази. Загальна характеристика родини Пасльонових, дія низьких температур на рослини. Метод дослідження морозостійкості.
курсовая работа [72,0 K], добавлен 05.04.2014Характеристика бактерій Rhodobacter sphaeroides, історія винайдення та етапи вивчення. Морфологічні ознаки клітин, особливості їх будови та генетики, екологія та фізіолого-біохімічні ознаки. Поновлювальні джерела енергії. Можливе використання бактерій.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 06.10.2014Географічне положення, природні умови та історія формування Антарктичного біофілотичного царства. Ознайомлення із флорою Магелланової, Новозеландської та Хуан-Фернандеської областей. Характеристика тваринного світу Субантарктики і Циркумполярної області.
реферат [18,5 K], добавлен 27.02.2012Хімічний склад вірусів, їх стійкість до навколишнього середовища. Класифікація вірусів, їх репродукція, проникнення в клітину. Реалізація генетичної інформації у вірусів. Збірка вірусних частинок, їх вихід з клітин. Групи вірусів, що викликають інфекції.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 10.12.2012Характеристика генетичного апарату бактерій. Особливості їх генів та генетичної карти. Фенотипова і генотипова мінливість прокаріот. ДНК бактерій. Генетичні рекомбінації у бактерій: трансформація, кон’югація, трансдукція. Регуляція генної активності.
курсовая работа [44,8 K], добавлен 21.09.2010Віруси - паразитарні форми життя, які існують на внутрішньоклітинному і на генетичному рівнях. Характеристика вірусів: будова, розмноження, хвороби, які вони викликають. Відкриття та значення вірусів, механізм інфікування. Вірус імунодефіциту людини.
контрольная работа [2,7 M], добавлен 24.05.2015Історія вивчення автотрофної компоненти річки Случ. Видове та внутрішньовидове різноманіття водоростевих угруповань. Еколого-географічна характеристика фітопланктону та оцінка якості води. Оцінка інформаційного різноманіття екологічного стану річки.
дипломная работа [2,5 M], добавлен 22.01.2015Бактерії як велика група одноклітинних мікроорганізмів, які характеризуються відсутністю оточеного оболонкою клітинного ядра. Основні шляхи переносу ДНК у бактерій. Види зелених водоростей та їх екологічне значення. Основні екологічні функції бактерій.
реферат [35,5 K], добавлен 13.01.2010Історія гербарної справи та флористичних досліджень в Україні. Вивчення таксономічного складу синантропної флори на основі рослинних зразків Й.К. Пачоського. Гербарні колекції в природничих музеях, їх значення для науково-просвітницької діяльності.
статья [25,7 K], добавлен 07.08.2017Взаємодія барвників із структурами бактеріальної клітини. Ріст і розмноження бактерій. Культивування вірусів в організмі тварин. Фізичні методи дезінфекції. Гетерогенність популяцій мікроорганізмів. Бактеріостатичний, бактерицидний ефект дії антибіотиків.
контрольная работа [60,4 K], добавлен 24.02.2012Морфологія, фізіологія, метаболізм, генетика та антигени бактерій родини Enterobacteriaceae. Патогенність і токсиноутворення, резистентність, патогенез бактерій. Профілактика і лікування захворювань викликаних бактеріями родини Enterobacteriaceae.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 09.06.2011Дослідження мікрофлори повітря та води. Загальна характеристика родини Herpesviridae. Будова і властивості герпес-вірусів. Реплікація герпес-вірусів. Групи крові та інфекційні захворювання. Нова вакцина проти вірусу герпесу. Екологічні зони України.
научная работа [1,3 M], добавлен 03.11.2015