Свободноживущие автотофные серо- железо- и марганецокисляющие почвенные бактерии

Бесцветные сероокисляющие бактерии

Это очень гетерогенная группа, в которую объединены бактерии семейства Thiobacillaceae (тиобактерии), способные окислять неорганические восстановленные или частично окисленные соединения серы: H₂S, S0 и др. Среди бесцветных серобактерий встречаются фактически все известные формы клеток и типы подвижности, диапазон рН от 1,0 до 10,5. Отношение к температуре также различно, есть термофилы (Thermotrix- термотрикс), мезофиллы (Thiobacillus- тиобациллы). В основном это грамотрицательные аэробы, некоторые способны к денитрификации (Thiobacillus denitrificans). Хемолитотрофы. Некоторые представители могут фиксировать СО₂ а также использовать органические соединения в качестве источников углерода и энергии. Бесцветные серобактерии обнаруживаются везде, где есть восстановленные соединения серы. Это обитатели почвы, водоемов, вулканических источников, серных ключей или серных месторождений, где образуется сероводород или откладывается сера. Их можно обнаружить невооруженным глазом по наличию обильных белых отложений серы, взвесей, тяжей, розеток или пленок.

Железо- и марганец-окисляющие и/или осаждающие бактерии

Железобактерии получают энергию в процессе окисления кислородом воздуха двухвалентного железа (Fe₂+) до трехвалентного (Fe₃+). Они способны откладывать оксиды железа или марганца вне клетки – в капсулах, на внеклеточном материале. Оксиды хорошо заметны при наблюдении в световой микроскоп и служат в качестве основного признака для отнесения организмов к этой подгруппе. Клетки бактерий разнообразной морфологии, располагаются в характерных агрегатах. Это экологически важная группа бактерий, которые в большинстве не получены в культуре и классифицированы главным образом на основе морфологических признаков. В состав подгруппы входит семейство Siderocapsacea - сидерокапсацее, включающее бактерии родов Siderocapsa, Siderococcus, Sulfobacillus и др. Хемолитотрофы и хемоорганогетеротрофы, аэробы. В основном обитают в железосодержащих водах.

Грамположительные, не образующие спор палочки неправильной формы, род Arthrobacter.

К роду Arthrobacter отнесены бактерии, для которых характерна большая тенденция к ветвлению и образованию кокковидных клеток. Им присущ цикл развития кокк – палочка – кокк.

Культуры, находящиеся в экспоненциальной фазе роста, неправильной палочковидной формы; культуры же, перешедшие в стационарную фазу, состоят в основном или исключительно из кокковидных форм. При перенесении на свежую питательную среду происходит «удлинение» кокковидных клеток путем образования выпячиваний; у одной клетки может быть от двух до че-тырех таких выпячиваний, приводящих к появлению палочек неправильной формы или клеток с рудиментарным ветвлением. Виды в молодой культуре (на стадии палочек) неподвижны или подвижны, окраска по Граму в этот период может быть нечеткой, но у кокковых форм она положительна. Все виды – облигатно аэробные хемоорганогетеротрофы. Бактерии рода Arthrobacter – основные представители автохтонной микрофлоры почвы, особенно легко выделяются из сухих почв, т.к. переживают многомесячное хранение почвы в сухом виде. Активно участвуют в разложении органических веществ, осуществляют процессы аммонификации, нитрификации, фиксации атмосферного азота, разлагают пластмассы, гербициды, фунгициды, инсектициды, ртутьсодержащие соединения. К почвенным бактериям относятся также некоторые виды рода Cellulomonas, использующие целлюлозу.

Практическая работа.

Изучить особенности морфологии бактерии семейств Azotobacteriaceae

и Rhizobiaceae:

1. Приготовить и рассмотреть с иммерсионной системой прижизнен-

ный препарат из накопительной культуры Azotobacter.

2. Выявить капсулу методом негативного контрастирования. Для этого

каплю исследуемой культуры поместить в каплю разбавленного фуксина, затем смешать с каплей туши и закрыть покровным стеклом. Тушь заполняет пространство, окружающее клетки, в результате чего хорошо видны не окрашивающиеся капсулы.

3. Приготовить и просмотреть прижизненный препарат бактерий из

клубенька бобового растения.

4. Сделать зарисовки.

Вопросы для самостоятельного контроля

1. Как происходит процесс фиксации азота у бактерий? В чем заключа-

ется экологическое и практическое значение фиксации азота?

2. В какой клеточной структуре находятся гены, кодирующие нитроге-

назный комплекс?

3. Какие представители относятся к свободноживущим азотфиксато-

рам?

4. Какими признаками характеризуется род Azotobacter?

5. Какие представители относятся к симбиотическим азотфиксаторам?

6. Как происходит образование корневых клубеньков? Что такое бакте-

роиды?

7. Какую функцию выполняет леггемоглобин в клубеньках бобовых

растений?

8. Какое влияние оказывает кислород на процесс фиксации азота?

9. Как получают накопительные культуры азотфиксаторов?