Сульфатредуцирующие бактерии донных осадков северо-восточного изгиба Курильской котловины Охотского моря

• Main Authors: Рыжманова, Я.В., Пономарева, А.Л., Щербакова, В.А.
• Format: Text
• Language: Russian
• Published: Издательство ГЕОС 2021
• Subjects: деструкция органических веществ; биогеохимический цикл серы; сульфатвосстанавливающие бактерии; сульфидогенез; анаэробная метанотрофия; КАМЧАТК*
• Online Access: https://dx.doi.org/10.34756/geos.2021.17.37916; https://elibrary.ru/item.asp?id=47427307

Микробное диссимиляционное восстановление сульфатов до сульфида является преобладающим путем конечной деструкции органических веществ в морских донных осадках и вносит значительный вклад в биогеохимический цикл серы. Для изучения сульфатредуцирующего сообщества были использованы 54 образца морских донных осадков северо-восточного изгиба Курильской котловины Охотского моря, отобранные в рейсе LV92 НИС «Академик А.М. Лаврентьев» с 24.04.21 по 19.05.21. Донные осадки в сочетании с различными донорами электронов были использованы для получения 106 накопительных культур сульфатвосстанавливающих бактерий (СВБ).В результате исследования активный процесс сульфидогенеза наблюдали в 16 мезофильных (20 °С) и 29 термофильных (60 °С) накопительных культурах. Преобладающая часть накопительных культур СВБ в качестве доноров электронов использовала лактат и Н2 в присутствии ацетата. Реже встречался сульфидогенез на смеси жирных кислот (бутират, пропионат, капроат) и метаноле. Рост на бензоате не был обнаружен. Данные координат отбора проб, горизонты и результаты культивирования морских донных осадков с различными донорами электронов, представлены в таблице 1.Накопительные культуры СВБ, растущие при 6 °С, получить не удалось. Вероятно, выбранные нами условия культивирования не подходили для имеющегося психрофильного сульфатредуцирующего сообщества изучаемых объектов.Обнаружение в 58% исследованных образцах донных осадков, имеющих среднегодовую температуру 1.7 °С, термофильных СВБ, по всей видимости, является результатом их заноса с подводных вулканов Курильской островной дуги (КОД), которых в настоящее время насчитывается около 104 (Рашидов и др., 2006), либо с близлежащих наземных вулканов Курильских островов и п-ова Камчатка.Неожиданно низкий процент полученных мезофильных накопительных культур СВБ из места обитания с высоким содержанием сульфата, где СВБ как правило имеют высокую численность и преимущество перед другими терминальными деструкторами органического вещества, а также тот факт, что исследуемая зона отбора проб включает точки выхода абиогенного метана, привели к гипотезе стимуляции процесса сульфатредукции метаном в исследуемых образцах. Были выбраны 27 накопительных культур СВБ, в которых не был зафиксирован сульфидогезез в течение 3 недель культивирования при 20 °С. В итоге, в 59.3% накопительных культур СВБ через 2 недели после добавления метана наблюдалась активация сульфидогенеза, сопровождаемая процессом анаэробного окисления метана. Связь процесса сульфатредукции и анаэробной метанотрофии в морских осадках отмечена ранее (Jørgensen et al., 2019), однако этот процесс на чистых культурах СВБ до сих пор не подтвержден.Продолжение данного исследования позволит выделить чистые культуры мезофильных и термофильных СВБ из полученных в ходе работы накопительных культур, а дальнейшее изучение метагенома ряда образцов, расширит наши знания о микроорганизмах, участвующих в биогеохимическом цикле серы в морских экосистемах и, в частности, в донных осадках северо-восточного изгиба Курильской котловины Охотского моря.