Psychrophіlic methylotrophyc bacteria in Antarctic region biotopes

• Main Authors: Romanovskaya, V.A., Rokitko, P.V., Tashirev, O.B., Shilin, S.O., Chernaya, N.A.
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: Національний антарктичний науковий центр МОН України 2006
• Subjects: Біологічні дослідження; Antarctic; Antarc*; Antarctica
• Online Access: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/128271

Search of methylotrophic bacteria has been carried out during time VIIth Ukranian Antarctic expedition (2003) at station «Academic Vernadsky». The psychrotolerant bacteria obligately using a methane have been found out in samples of mosses in an island part of Antarctic Region and in soil-plant samples. The quantity of methane oxidizing bacteria in samples from Antarctica (101–103 /g of the sample) was lower, than in samples from regions with a temperate climate (102–106 /g of the sample). The psychrotolerant bacteria of genus Methylobacterium facultatively using a methanol have been revealed in the silt of fresh and «Red» lakes, and also in soil-plant samples. Single psychrophilic strain which, probably is a new species of genus Methylobacterium was isolated at 10ºС from soil-plant sample of Antarctic Region. The majority of the collection mesophilic strains Methylobacterium isolated earlier from soils and plant phyllosphere from various regions of Ukraine is shown, that, also were capable to grow at 10ºС. It was shown, that strains Methylobacterium are not catalysts of process of formation of ice. Moreover, some from them are capable to reduce temperature of freezing of water (process of crystallization of ice at their presence began at temperature lower-13С), that is, naturally they have «antifreezing»effect on process of crystallization of ice. These properties of strains Methylobacterium may be very important in conditions of Antarctica for a survival both microbic, and plant forms. As a whole, psychrotolerant facultative methylotrophs and the obligate methane oxidizing bacteria revealed by us in various ecosystems of Antarctic Region, expand representation about a physiological diversity of these groups of bacteria, about their distribution to biosphere and the contribution to a global cycle of carbon. Во время VII Украинской антарктической экспедиции (2003 г.) на станции «Академик Вернадский» психротолерантные бактерии, облигатно использующие метан, были обнаружены в различных экосистемах – в образцах мхов в островной части Антарктики и в почвенно-растительных образцах. При этом количество метанокисляющих бактерий в образцах из Антарктики (101–103 /г образца) было ниже, чем в образцах из регионов с умеренным климатом (102–106 /г образца). Психротолерантные бактерии рода Methylobacterium, факультативно использующие метанол, были выявлены в донных отложениях пресного и «Красного» озер, а также в почвенно-растительных образцах. Из одного почвенно-растительного образца Антарктики при 10ºС изолирован психрофильный штамм, который, возможно, является новым видом рода Methylobacterium. Показано, что штаммы Methylobacterium не являются катализаторами процесса льдообразования. Более того, некоторые из них способны снижать температуру замерзания воды (процесс кристаллизации льда в их присутствии начинался при температуре ниже –13С), т.е. в природных условиях они оказывают «антифризное» воздействие на процесс кристаллизации льда. Эти свойства штаммов Methylobacterium могут играть важную роль в условиях Антарктики для выживаемости как микробных, так и растительных форм жизни. В целом психротолерантные факультативные метилотрофы и облигатные метанокисляющие бактерии, выявленные нами в различных экосистемах Антарктики, расширяют представление о физиологическом разнообразии этих групп бактерий, об их распространении в биосфере и вкладе в глобальный цикл углерода. Під час VII Української антарктичної експедиции (2003 р.) на станції «Академік Вернадський» психротолерантні бактерії, які облігатно використовують метан, було виявлено в різних екосистемах – у зразках мохів в острівній частині Антарктики та у ґрунтово-рослинних зразках. При цьому кількість метанокислюючих бактерій у зразках з Антарктики (101–103 / г зразка) була нижчою, ніж у зразках із регіонів з помірним кліматом (102–106 / г зразка). Психротолерантні бактерії роду Methylobacterium, що факультативно використовують метанол, було виявлено в мулі прісного й «Червоного» озер, а також у ґрунтово-рослинних зразках. З одного ґрунтово-рослинного зразка Антарктики при 10ºС ізольовано психрофільний штам, що, можливо, є новим видом роду Methylobacterium. Показано, що штами Methylobacterium не є каталізаторами процесу льодоутворення. Більше того, деякі з них здатні знижувати температуру замерзання води (процес кристалізації льоду в їхній присутності починався при температурі нижче –13С), тобто у природних умовах вони справляють «антифризну» дію на процес кристалізації льоду. Ці властивості штамів Methylobacterium можуть відігравати важливу роль в умовах Антарктики для виживання як мікробних, так і рослинних форм життя. У цілому психротолерантні факультативні метилотрофи й облігатні метанокислюючі бактерії, виявлені нами в різних екосистемах Антарктики, розширюють уявлення про фізіологічну розмаїтість цих груп бактерій, про їхнє поширення в біосфері та їхній внесок у глобальний цикл вуглецю.