Аналіз фосфоліпідних біомаркерів як інструмент для оцінки структури мікробних угрупувань на забруднених радіонуклідами територіях

Автор(и)

  • Y Ruban Національний університет біоресурсів і природокористування України image/svg+xml
  • K Shavanova Національний університет біоресурсів і природокористування України image/svg+xml
  • V llienko Національний університет біоресурсів і природокористування України image/svg+xml
  • K Korepanova Національний університет біоресурсів і природокористування України image/svg+xml
  • D Samofalova Інститут харчової біотехнології та геноміки НАН України ,
  • N Shpyrka Національний університет біоресурсів і природокористування України image/svg+xml
  • N Nesterova Національний університет біоресурсів і природокористування України image/svg+xml
  • O Pareniuk Національний університет біоресурсів і природокористування України image/svg+xml
  • S Nikonov ,

DOI:

https://doi.org/10.31548/biologiya2020.03.009

Ключові слова:

Biomarkers, radionuclides, Chernobyl Exclusion Zone, PLFA, microorganisms

Анотація

Наявність у середовищі специфічнихта нехарактерних для місцевості компонентів здатне змінювати станценозів. Добре дослідженим є вплив іонізуючого випромінювання на рослинні угрупування, тварин та людину, проте його дію на мікрофлору ґрунту вивчено недостатньо. Саме тому у представленій роботі було досліджено вплив радіонуклідного забруднення на мікробну мікрофлору проб ґрунту з території ПТЛРВ «Рудий ліс 1» (траншея), «Рудий ліс 2» (поза траншеєю), «Ставка охолоджувача» та «Залісся». За допомогою аналізу фосфоліпідних біомаркерів було визначено вміст фосфоліпідних жирних кислот (ФЛЖК). Найвищий рівень сукупної ФЛЖК спостерігався натериторії «Залісся» та склав 17,40 ± 10,59 мкг/г. З території ПТЛРВ «Рудий ліс 1» (траншея) та «Рудий ліс 2» (поза траншеєю) показник рівню сукупної ФЛЖК склав 16,29 ± 3,43 мкг/г та 16,40 ± 2,90 мкг/г відповідно. Показники ФЛЖК у «Ставку охолоджувачі» значно відрізняються від «Рудого лісу» та «Залісся». За результатами проведення оцінки відсоткового складу таксономічних груп у зразках було помічено підвищений вміст грибів, грампозитивних та грамнегативних бактерій у ПТЛРВ «Рудий ліс» відносно точки «Залісся»

Біографії авторів

  • автор Y Ruban, афіліація Національний університет біоресурсів і природокористування України
    аспірантка кафедри радіобіології та радіоекології
  • автор K Shavanova, афіліація Національний університет біоресурсів і природокористування України
    кандидат біологічних наук
  • автор V llienko, афіліація Національний університет біоресурсів і природокористування України
    кандидат біологічних наук, старший викладач кафедри радіобіології та радіоекології
  • автор K Korepanova, афіліація Національний університет біоресурсів і природокористування України
    студентка магістратури, факультету захисту рослин, біотехнології та екології
  • автор D Samofalova, афіліація Інститут харчової біотехнології та геноміки НАН України,
    кандидат біологічних наук
  • автор N Shpyrka, афіліація Національний університет біоресурсів і природокористування України
    асистент кафедри землеробства та гербології
  • автор N Nesterova, афіліація Національний університет біоресурсів і природокористування України
    кандидат сільськогосподарських наук, кафедри фізіології , біохімії рослин та біоенергетики
  • автор O Pareniuk, афіліація Національний університет біоресурсів і природокористування України
    кандидат біологічних наук, старший науковий співробітник кафедри радіобіології та радіоекології

Посилання

Apostel, C., Herschbach, J., Bore, E. K., Spielvogel, S., Kuzyakov, Y., & Dippold, M. A. (2018). Food for microorganisms: Position-specific 13C labeling and 13C-PLFA analysis reveals preferences for sorbed or necromass C. Geoderma, 312 (February 2017), 86-94. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2017.09.042

Bligh, E. G., & Dyer, W. J. (1959). A rapid method of total lipid extraction and purification. Canadian Journal of Biochemistry and Physiology, 37(8), 911-917. https://doi.org/10.1139/o59-099

Einor, D., Bonisoli-alquati, A., Costantini, D., Mousseau, T. A., & Møller, A. P. (2016). Science of the Total Environment Ionizing radiation , antioxidant response and oxidative damage : A meta-analysis. Science of the Total Environment, 548-549, 463-471. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.01.027

ISO 18589-3:2007: International standard. Measurement of radioactivity in the environment - Soil - Part 3: Measurement of gamma-emitting radionuclides. 2007. 28 p. (2007). https://www.iso.org/ru/standard/40875.html

Ivanishvili, N. I., Gogebashvili, M. E., & Gvritishvili, N. Z. (2016). Gamma-radiation effect on the parameters of the population recovery of plants. Annals of Agrarian Science, 14(4), 319-322. https://doi.org/10.1016/j.aasci.2016.10.005

Jeannotte, R., Hamel, C., Jabaji, S., & Whalen, J. K. (2011). Pyrolysis-mass spectrometry and gas chromatography-flame ionization detection as complementary tools for soil lipid characterization. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 90(2), 232-237. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2010.12.010

Kashparov, V., Yoschenko, V., Levchuk, S., Bugai, D., Van Meir, N., Simonucci, C., & Martin-Garin, A. (2012). Radionuclide migration in the experimental polygon of the Red Forest waste site in the Chernobyl zone - Part 1: Characterization of the waste trench, fuel particle transformation processes in soils, biogenic fluxes and effects on biota. Applied Geochemistry, 27(7), 1348-1358. https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2011.11.004

Kashparov, Valery, Levchuk, S., Zhurba, M., Protsak, V., Khomutinin, Y., Beresford, N. A., & Chaplow, J. S. (2018). Spatial datasets of radionuclide contamination in the Ukrainian Chernobyl Exclusion Zone. Earth System Science Data, 10(1), 339-353.

https://doi.org/10.5194/essd-10-339-2018

Nichols, P. D., Glen A., S., Antworth, C. P., Hanson, R. S., & White, D. C. (1985). Phospholipid and lipopolysaccharide normal and hydroxy fatty acids as potential signatures for methane-oxidizing bacteria. FEMS Microbiology Letters, 31(6), 327-335.

https://doi.org/10.1016/0378-1097(85)90028-X

Niedrée, B., Berns, A. E., Vereecken, H., & Burauel, P. (2013). Do Chernobyl-like contaminations with (137)Cs and (90)Sr affect the microbial community, the fungal biomass and the composition of soil organic matter in soil? Journal of Environmental Radioactivity, 118, 21-29. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2012.11.007

Olsson, P. A. (1999). Signature fatty acids provide tools for determination of the distribution and interactions of mycorrhizal fungi in soil. FEMS Microbiology Ecology, 29(4), 303-310. https://doi.org/10.1016/S0168-6496(99)00021-5

Parker, J. H., Smith, G. A., Fredrickson, H. L., Vestal, J. R., & White, D. C. (1982). Sensitive assay, based on hydroxy fatty acids from lipopolysaccharide lipid A, for gram-negative bacteria in sediments. Applied and Environmental Microbiology, 44(5), 1170-1177. https://doi.org/10.1128/aem.44.5.1170-1177.1982

Rushdi, A. I., Oros, D. R., Al-Mutlaq, K. F., He, D., Medeiros, P. M., & Simoneit, B. R. T. (2016). Lipid, sterol and saccharide sources and dynamics in surface soils during an annual cycle in a temperate climate region. Applied Geochemistry, 66, 1-13. https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2015.11.007

Stahl, P. D., & Klug, M. J. (1996). Characterization and differentiation of filamentous fungi based on fatty acid composition. Applied and Environmental Microbiology, 62(11), 4136-4146. https://doi.org/10.1128/aem.62.11.4136-4146.1996

Tribollet, B. (2012). Microbiologically influenced corrosion (MIC) in nuclear power plant systems and components. In Nuclear Corrosion Science and Engineering (pp. 230-261). https://doi.org/10.1533/9780857095343.2.230

Vestal, J. R., & White, D. C. (1989). Lipid Analysis Microbial Ecology. BioScience, 39(8), 535-541.

https://doi.org/10.2307/1310976

White, D. C. (1988). Validation of quantitative analysis for microbial biomass, community structure, and metabolic activity. Arch. Hydrobiol. Erg. Limnol., 31, 1-18.

White, D. C., Davis, W. M., Nickels, J. S., King, J. D., & Bobbie, R. J. (1979). Determination of the sedimentary microbial biomass by extractible lipid phosphate. Oecologia, 40(1), 51-62. https://doi.org/10.1007/BF00388810

Wilkinson, S. G. (1988). Gram-negative bacteria. In C. Ratledge & S. Wilkinson (Eds.), Microbial Lipids Vol. 1 (pp. 299-488). London: Academic Press.

Zelles, L. (1997). Phospholipid fatty acid profiles in selected members of soil microbial communities. Chemosphere, 35(1-2), 275-294. https://doi.org/10.1016/S0045-6535(97)00155-0

Zelles, L. (1999). Fatty acid patterns of phospholipids and lipopolysaccharides in the characterisation of microbial communities in soil: A review. Biology and Fertility of Soils, 29(2), 111-129. https://doi.org/10.1007/s003740050533

Завантаження

Опубліковано

2020-10-29

Номер

Том 11 № 3 (2020)

Розділ

Статті

Ліцензія

Стосунки між правовласниками і користувачами регулюються на умовах ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Поширення На Тих Самих Умовах 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  • Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
  • Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  • Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див.The Effect of Open Access).