Анотація до роботи:

Павлова Ю.О. Морфо-фізіологічні властивості бактерій родів Chromatium і Thiocystis, виділених з водойм збагачених сірководнем. - 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, 2008.

Дисертація присвячена вивченню морфо-фізіологічних та біохімічних властивостей фотосинтезувальних пурпурових сіркових бактерій родів Thiocystis і Chromatium, використання ними сірководню у процесі аноксигенного фотосинтезу та чинників, що впливають на цей процес, оптимізації умов культивування і детоксикації H₂S цими бактеріями.

У результаті проведеної роботи виділено чисті культури пурпурових сіркових бактерій, які ідентифіковані до родів Thiocystis та Chromatium. Встановлено оптимальні умови для росту виділених бактерій. Досліджено якісний і кількісний пігментний склад Thiocystis sp. Ya2006, Chromatium sp. Ya2006-1, Chromatium sp. Ya2006-2.

Виділені штами стійкі до підвищених концентрацій сірководню в середовищі. Найкраще процес утилізації сірководню відбувається за його концентрації 200 мг/л і освітленості 1000 лк. На основі багатофакторного аналізу розроблено склад поживного середовища, яке дозволяє суттєво збільшити вихід біомаси Thiocystis sp. Ya2006 та пришвидшити детоксикацію сірководню.

В дисертації досліджено морфо-фізіологічні та біохімічні властивості пурпурових сіркових бактерій родів Chromatium і Thiocystis, що виділені з водойм, які виникли на місці сірковидобувних кар’єрів і сильно забруднені сірководнем. З’ясовано значення цих бактерій у детоксикації сірководню, вміст якого у водоймах значно перевищує гранично допустимі концентрації. Бактерії відіграють важливу роль у детоксикації сірководню в досліджуваних водоймах.

1. З води озера "Яворівське" виділено пурпурові сіркові бактерії родів Thiocystis і Chromatium, які здатні використовувати як донор електронів в процесі фотосинтезу сірководень. Бактерії ефективно знешкоджують сірководень, перетворюючи його до сірки, яка нагромаджується в клітинах.

2. Бактерії, ізольовані з озера "Яворівське", ростуть тільки на світлі за наявності сірки та її відновлених сполук (сірководню, тіосульфату) і вуглекислоти в середовищі. Сірководень виявився найкращим донором електронів. Тіосульфат і сірка були менш ефективні. Концентрація сульфіду натрію, яка забезпечує оптимальний ріст виділених бактерій, знаходиться в межах 2 - 5 мМ. Більш високі концентрації Na₂S інгібують ріст бактерій і викликають їх автоліз.

3. Більшість органічних сполук (моно- і дисахариди, органічні кислоти і спирти) не забезпечують ріст бактерій. Лише ацетат і піруват за наявності в середовищі сірководню і бікарбонату натрію використовуються бактеріями як додаткові джерела вуглецю.

4. Оптимальний ріст бактерій спостерігається за інтенсивності освітлення 500 - 700 лк. Більш висока або низька інтенсивність освітлення сповільнює ріст бактерій. Максимальну біомасу бактерії нагромаджують за температури 33 - 35 С, рН 6,5 - 8,0, концентрації NaCl - 0,5 - 1 %. Бактерії використовують амінний та аміачний азот.

5. В клітинах виділених бактерій виявлено пігменти каротиноїдної природи (пролікопен, родопін, родовібрин, спірилоксантин) та бактеріохлорофіл а. Їх синтез в клітинах Thiocystis sp. Ya2006 регулюється інтенсивністю освітлення, концентраціями сірководню та кисню в середовищі.

6. Високі концентрації сульфіду натрію (більше 15 мМ) викликають зміни у розподілі внутрішніх цитоплазматичних везикул, їх руйнування і автоліз клітин Thiocystis sp. Ya2006. Низький рівень освітлення сприяє збільшенню кількості внутрішньоцитоплазматичних везикул.

7. Встановлено, що при рості на середовищі з сірководнем у клітинах бактерій нагромаджуються гранули сірки. Найбільш інтенсивно вони утворюються в клітинах Thiocystis sp. Ya2006 за концентрації сульфіду натрію в середовищі 2 - 5 мМ і освітлення 700 - 1500 лк. Найкраще процес утилізації сірководню відбувається за його концентрації 200 мг/л і освітленості 1000 лк.

8. Використовуючи метод багатофакторного аналізу, розроблено склад поживного середовища та умови культивування пурпурових сіркових бактерій Thiocystis sp. Ya2006, які дозволяють збільшити вихід біомаси у 3,5 рази і провести повну детоксикацію середовища, що містить 200 мг/л сірководню, протягом трьох діб.

Публікації автора:

1. Павлова Ю.О. Ріст пурпурових сіркових бактерій Thiocapsa sp. і Lamprocystis sp. в залежності від природи та інтенсивності освітлення / Ю.О. Павлова, С.П. Гудзь, А.М. Федорович // Науковий Вісник Ужгородського університету, Серія Біологія. - 2007. - № 21 - С. 199 - 203. (Аналіз та узагальнення експериментальних даних, проведення мікробіологічних досліджень, інтерпретація досліджень, участь у написанні статті).

2. Павлова Ю.О. Пігменти Thiocystis sp. за умов фотолітоавтотрофного та фотолітогетеротрофного росту / Ю.О. Павлова, С.П. Гудзь, С.О. Гнатуш, А.М. Федорович // Вісник Львів. ун-ту. Серія біологічна. - 2007. - Вип. 45. - С. 169 - 174. (Узагальнення літературних даних, проведення експериментальної роботи, написання статті)

3. Павлова Ю.О. Структурно-функціональні зміни в клітинах Тhiocystis sp. спричинені сірководнем і освітленістю / Ю.О. Павлова, С.П. Гудзь, С.О. Гнатуш, О.Р. Кулачковський // Агроекологічний журнал. - 2008. - №1. - С. 84 - 89. (Проведення експериментальної роботи, аналіз та узагальнення літературних джерел, аналіз результатів, підготовка статті до друку).

4. Павлова Ю.О. Оптимізація умов культивування пурпурових сіркових бактерій родини Chromatiaceae / Ю.О. Павлова, С.П. Гудзь // Міжнародна наукова конференція "Мікробні біотехнології". - Одеса, 11 - 15 вересня 2006 р. - С. 202.

5. Павлова Ю.О. Утилізація сірководню пурпуровими сірковими бактеріями / Ю.О. Павлова, С.П. Гудзь // IX Всеукраїнська наукова конференція студентів, магістрантів і аспірантів. - Одеса, 11 - 12 травня 2007 р. - С. 219.

6. Pavlova J. Morfo-fisiological properties of new photosynthetic purple sulphur bacteria / J. Pavlova, S. Gudz, A. Fedorovych // International Young scientists conference "Biodivesity. Ecology. Adaptation. Evolution". - Odesa, 15 - 18 May, 2007. - P. 162.

7. Pavlova J. Pigments of purple sulphur bacteria from Yavoriv sulphur mine / J. Pavlova, S. Gudz, A. Fedorovych // Young scientists' and students' international conference "Modern problems of Microbiology and Biotechnology". - Odesa, 28 - 31 May, 2007. - P. 69.

8. Павлова Ю.О. Пурпурові сіркові бактерії з водойм Яворівського сіркового родовища / Ю.О. Павлова, С.П. Гудзь, А.М. Федорович, О.Р. Кулачковський // Третя Міжнародна конференція студентів та аспірантів «Молодь і поступ біології». - Львів, ЛНУ імені Івана Франка, 23 – 27 квітня 2007 р. – С. 357.

9. Pavlova J.O. Investіgatіon of new purple sulfur bacterіa from Yavoriv sulfur mine / J.O. Pavlova, S.P. Gudz // Power of microbes in industry and Environment. - Zadar, Croatia, 19 - 22 September 2007. - P. 126.

10. Павлова Ю.А. Новые пурпурные серные бактерии из искуственых водоемов серных месторождений Прикарпатья / Ю.A. Павлова, С.П. Гудзь // 11-я Пущинская международная школа-конференция молодых ученых. - Пущино, 29 октября - 2 ноября 2007 г. - С.41 - 42.

11. Павлова Ю.О. Морфо-фізіологічні зміни в клітинах Thiocystis sp. під впливом сірководню та світла / Ю.О. Павлова, С.П. Гудзь // ІІ Міжнародна конференція "Біологія: від молекули до біосфери". - Харків, 19-21 листопада 2007 р. - С. 387 - 388.

12. Павлова Ю.О. Утворення сірки в клітинах Thiocystis sp. на середовищі з гідроген сульфідом / Ю.О. Павлова, С.П. Гудзь // Четверта Міжнародна конференція студентів та аспірантів «Молодь і поступ біології». - Львів, ЛНУ імені Івана Франка, 7 - 10 квітня 2008 р. – С. 330.

13. Павлова Ю. Оптимізація умов росту і детоксикації гідроген сульфіду Тhiocystis sp. / Ю. Павлова, О. Пащак, О. Дубас, С. Гудзь // Четверта Міжнародна конференція студентів та аспірантів «Молодь і поступ біології». - Львів, ЛНУ імені Івана Франка, 7 - 10 квітня 2008 р. – С. 330 - 331.