Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ 2499-9962 55131 10.29039/rusjbpc.2022.0553 ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БИОФИЗИКА ECOLOGICAL BIOPHYSICS ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БИОФИЗИКА DISTRIBUTION OF ANAEROBIC BACTERIA IN BOTTOM SEDIMENTS DEPENDING ON REDOX CONDITIONS AND DEPTH (BY THE EXAMPLE OF THE COASTAL WATER AREA OF SEVASTOPOL, CRIMEA, BLACK SEA) РАСПРЕДЕЛЕНИЕ АНАЭРОБНЫХ БАКТЕРИЙ В ДОННЫХ ОСАДКАХ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ УСЛОВИЙ И ГЛУБИНЫ (НА ПРИМЕРЕ ПРИБРЕЖНОЙ АКВАТОРИИ СЕВАСТОПОЛЯ, КРЫМ, ЧЁРНОЕ МОРЕ) Бурдиян Н. В. Burdiyan N. V. burdiyan@mail.ru Институт биологии южных морей им. А.О. Ковалевского РАН Севастополь Россия A.O. Kovalevsky Institute of Biology of the South Seas of the RAS Sevastopol Russian Federation 28 09 2022 28 09 2022 7 3 511 516 20 09 2022 20 09 2022 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/55131/view

В данной работе показано распределение тионовых (ТБ), денитрифицирующих (ДНБ) и сульфатредуцирующих (СРБ) групп бактерий, обитающих в донных осадках прибрежной акватории Севастополя (Чёрное море), в зависимости от окислительно-восстановительных условий и глубины. Отбор проб и последующая обработка материала осуществлены на основе стандартных методов гидробиологии и общей микробиологии. Исследуемые группы бактерий выделены из донных осадков с различными показателями окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) Eh: от + 356 до -189 (мВ) и с глубин от 1 до 20 м. Между величиной ОВП и численностью анализируемых бактерий выявлена отрицательная корреляционная зависимость. Коэффициент корреляции для СРБ составил r= - 0,5, для ТБ и ДНБ, соответственно, r = - 0,47 и -0,51 (Р <0,05). Достоверная зависимость между значениями рН среды и численностью наблюдаемых микроорганизмов отсутствует. Высокая численность тионовых и сульфатредуцирующих бактерий выявлена при обозначенном диапазоне глубин: от 1 до 20 м. Наибольшее количество денитрифицирующих бактерий чаще наблюдалось на глубинах от 1 до 10 м. Определено, что восстановительные условия среды, характеризующие большинство донных осадков рассматриваемой акватории, способствуют развитию анализируемых групп бактерий, а их численность возрастает с уменьшением глубины.

The present work covers a distribution of thionic (TB), denitrifying (DNB) and sulfate reducing (SRB) groups of bacteria inhabiting the bottom sediments of the coastal water area of Sevastopol (Black Sea), depending on the redox conditions and depth. Sampling and subsequent treatment of the material were conducted using standard methods of hydrobiology and general microbiology. The studied groups of bacteria are isolated from bottom sediments with different indicators of redox potential (ORP) Eh: from + 356 to -189 (mV). A negative correlation was found between the ORP value and the number of bacteria analyzed. The correlation coefficient for SRB was r = - 0.5, for TB and DNB, respectively, r = - 0.47 and -0.51 (P <0.05). There is no reliable relationship between the pH values of the medium and the number of microorganisms observed. A high number of thionic and sulfate reducing bacteria was detected at the designated depth range: from 1 to 20 m. The greatest number of denitrifying bacteria was more often observed at depths from 1 to 10 m. It is determined that the restorative environmental conditions characterizing the majority of bottom sediments in the water area under consideration contribute to the development of the analyzed groups of bacteria, and their number increases with decreasing depth.

 донные осадки тионовые сульфатредуцирующие денитрифицирующие бактерии Чёрное море bottom sediments thionic sulphate-reducing denitrifying bacteria Black Sea Работа выполнена в рамках государственного задания ФИЦ ИнБЮМ: №121031500515-8 «Молисмологические и биогеохимические основы гомеостаза морских экосистем».

Belyakova E.V., Rozanova E.P., Borzenkov I.A. et al. The new facultatively chemolithoautotrophic, moderately halophilic, sulfate-reducing bacterium Desulfovermiculus halophilus gen. nov., sp. nov., isolated from an oil field. Microbiology, 2006, vol. 75, no. 2, pp. 161-171. Belyakova E.V., Rozanova E.P., Borzenkov I.A. et al. The new facultatively chemolithoautotrophic, moderately halophilic, sulfate-reducing bacterium Desulfovermiculus halophilus gen. nov., sp. nov., isolated from an oil field. Microbiology, 2006, vol. 75, no. 2, pp. 161-171. Shelton T.B., Hunter I.V. Anaerobic decomposition of oil in bottom sediments. J. Wat. Pollut. Contr. Feder, 1975, vol. 47, no. 9, pp. 2256-2270. Shelton T.B., Hunter I.V. Anaerobic decomposition of oil in bottom sediments. J. Wat. Pollut. Contr. Feder, 1975, vol. 47, no. 9, pp. 2256-2270. Spormann A.M., Widdel F. Metabolism of alkylbenzenes, alkanes and other hydrocarbons in anaerobic bacteria. Biodegradation, 2000, vol. 11, no. 2-3, pp. 85-105. Spormann A.M., Widdel F. Metabolism of alkylbenzenes, alkanes and other hydrocarbons in anaerobic bacteria. Biodegradation, 2000, vol. 11, no. 2-3, pp. 85-105. Schocher R.J., Seyfried B., Vazquez1 F. et al. Anaerobic degradation of toluene by pure cultures of denitrifying bacteria. Archives of Microbiology, 1991, vol. 157, no. 1, pp. 7-12. Schocher R.J., Seyfried B., Vazquez1 F. et al. Anaerobic degradation of toluene by pure cultures of denitrifying bacteria. Archives of Microbiology, 1991, vol. 157, no. 1, pp. 7-12. Бурдиян Н.В. Способность бактерий тионовой группы использовать углеводороды нефти как единственный источник углерода и энергии. Экология моря, 2009, вып. 79, с. 67-69. Burdiyan N.V. Ability of thionic bacteria to use petroleum hydrocarbons as the sole source of carbon and energy. Ecologiya moray, 2009, vol. 79, pp. 67-69. (In Russ.) Практикум по микробиологии. Под ред. А.И. Нетрусова. М.: Издательский центр «Академия», 2005, 608 с. Workshop on Microbiology. Ed. by A.I. Netrusov. M.: Publishing center “Academy”, 2005, 608 p. (In Russ.) Романенко В.И., Кузнецов С.И. Экология микроорганизмов пресных водоемов. Л.: Наука, 1974, 194 с. Romanenko V.I., Kuznetsov S.I. Ecology of Freshwater Microorganisms. Leningrad: Nauka, 1974, 194 p. (In Russ.) Сорокин Ю.И. Микрофлора грунтов Черного моря. Микробиология, 1962, вып. 5, № 31, с. 899-903. Sorokin Yu.I. Soil Microflora of the Black Sea. Mikrobiologiya, 1962, vol. 5, no. 31, pp. 899-903. (In Russ.) Кирюхина Л.Н., Миронов О.Г. Химическая и микробиологическая характеристика донных осадков Севастопольских бухт в 2003 г. Экология моря, 2004, вып. 66, с. 53-58. Kirjukhina L.N., Mironov O.G. Chemical and microbiological characteristics of bottom sediments of the Sevastopol bays in 2003. Ecologiya moray, 2004, vol. 66, pp. 53-58. (In Russ.) Сорокин Ю.И. Чёрное море. М.: Наука, 1982, 216 с. Sorokin Yu.I. Black Sea. Moscow: Nauka, 1982, 216 p. (In Russ.) Лебедь А.А. Микробиологическая характеристика донных осадков западного шельфа Чёрного моря. Экология моря, 1987, вып. 26, с. 48-51. Lebed A.A. Microbiological Characteristics of the Bottom Sediments of the Black Sea Western Shelf. Ecologiya moray, 1987, vol. 26, pp. 48-51 (In Russ.) Миронов О.Г., Кирюхина Л.Н., Алёмов С.В. Санитарно-биологические аспекты экологии севастопольских бухт в ХХ веке. Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2003, 185 с. Mironov O.G., Kirjukhina L.N., Alyomov S.V. Sanitary-biological aspects of the Sevastopol bays ecology in XX century. NAS of the Ukraine, the Institute of Biology of Southern Seas. - Sevastopol, 2003, 185 p. (In Russ.)