ИСТИНА

Цель работы – исследование микробных сообществ в разных микролокусах верхового торфяника для повышения учёта микробного разнообразия. В процессе работы осуществлён анализ бактериальных комплексов в микролокусах, сформированных микрорельефом верховых болот, включающий определение численности, таксономического состава, физиологического состояния и соотношения эколого-трофических групп. Определена годовая динамика эмиссии СО2 с учётом микрорельефа. Также проведено изучение показателей обилия и разнообразия микробных сообществ в микролокусах (филлосфере, ризоплане, почве), связанных с растениями верховых болот. В результате исследования установлено, что показатели обилия бактерий в 3–4 раза выше на кочках, чем на ровных поверхностях. Выявлено доминирование протеобактерий родов Pseudomonas, Acinetobacter, Dyella, Burkholderia в бактериальных сообществах кочек. Доля бактерий гидролитического комплекса, представленного бациллами и актиномицетами, варьировала от 2 до 20%. На ровных поверхностях, при выраженном преобладании протеобактерий, доля гидролитиков достигала 40%. Способность к гидролизу полимеров и доля r-стратегов оказалась выше на кочках, чем на ровных поверхностях. Скорость эмиссии СО2 увеличивалась в ряду: мочажины – ровная поверхность – кочки. В теплое время года (май-октябрь) кочки выделяли СО2 в 3 раза, а ровные поверхности – в 2 раза больше, чем мочажины. В холодный период соотношение для ровных поверхностей и мочажин сохранялись, но поток диоксида углерода с кочек был в 5 раз выше, чем с мочажин. На исследуемых растениях были обнаружены грибы, дрожжеподобные клетки, бактерии. Грибы представлены как мицелием, так и спорами. Выявлена достоверная зависимость показателей обилия микроорганизмов от анализируемого микролокуса растения. Численность микроорганизмов увеличивалась в ряду: филлосфера – ризоплана – почва. Микробная биомасса на поверхности вегетативных органов растений варьировала от 0,2 до 1,6 мг/г, в почве – от 0,4 до 2,6 мг/г. Почва под растениями оказалась субстратом, в котором значения микробной биомассы достигают максимальных значений. В структуре микробной биомассы исследуемых растений доминирует грибной мицелий. Его доля возрастает в ряду филлосфера–ризоплана–почва. Доля бактерий, спор грибов и дрожжеподобных клеток увеличивается в обратной последовательности, достигая своего максимума в филлосфере (бактерий – до 30%; спор грибов и дрожжеподобных клеток – до 40%). Максимальные показатели обилия микроорганизмов выявлены для осоки – представителя травянистых растений и для подбела – представителя кустарничков, минимальные – для росянки. Численность и видовое разнообразие микроскопических грибов оказалось значительно выше в почве под растениями, чем на корнях растений. С поверхности корней и из почвы было выделено порядка 100 штаммов микромицетов, которые в результате идентификации были отнесены к 14 родам и 36 видам. Доминирующими оказались Umbelopsis isabellina, U.ramanniana, Talaromyces funiculosus, Trichoderma koningii, Penicillium lividum, P.spinulosum, P.verruculosum, P. raistrickii, P. Thomii. Микобиота, ассоциированная с корнями вересковых растений, была богаче, как в количественном, так и в качественном выражении, чем микобиота травянистых растений. В филлосфере всех исследованных растений в прокариотном комплексе доминировали грамотрицательные бактерии, в почве под растениями – бациллы и актиномицеты. Коллекция культур бактерий, выделенных из различных микролокусов болотных растений, насчитывала 60 штаммов. Идентификация этих штаммов на основании метода 16S рРНК выявила преобладание родов Pseudomonas, Stenotrophomonas, Ochrobactrum и Erwinia в филлосфере травянистых растений. В филлосфере вересковых растений, кроме перечисленных выше родов, обнаружены представители родов Chryseobacterium и Serratia. Анализ образцов почв под исследуемыми растениями методом высокопроизводительного пиросеквенирования генов 16S рРНК выявил широкий спектр бактерий, в котором преобладали ацидобактерии и альфа-протеобактерии. Обнаружены также представители разных родов ацидофильных и метанотрофных бактерий, что подтверждает их приуроченность к сфагновым болотам. В почвенных образцах под исследуемыми растениями определена азотфиксирующая активность. Максимальная нитрогеназная активность выявлена в почве под вересковыми растениями, минимальная – под травянистыми растениями.