Участие микроорганизмов в круговороте веществ в природе

Микроорганизмы, разрушающие клетчатку

(окисление целлюлозы)

Этот процесс является наиболее масштабным в природе. Клетчатка составляет от 15 до 60% сухой массы растений. Отмершие части растений поступают в почву и там подвергаются разрушению. В хорошо аэрируемой почве клетчатку (целлюлозу) окисляют аэробные микроорганизмы – бактерии, грибы и актиномицеты. Микроорганизмы вырабатывают ферменты (целлюлазный комплекс), которые вызывают гидролиз целлюлозы до глюкозы. В свою очередь глюкоза окисляется до оксикислот, а затем до конечных продуктов - углекислого газа и воды.

Схематично эти процессы выражаются уравнениями:

(C₆H₁₀O₅)n + H₂O  nC₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O  nC₆H₁₂O₆

nC₆H12O₆ + nO₂  R-CHOHCOOH + CO₂ +H₂O

R-CHOHCOOH +O₂  CO₂ +H₂O

Проведение анализа

Для знакомства с клетчаткоразрушающими бактериями используют питательную среду Гетчинсона (см. приложение 1). Питательную среду разливают в конические колбы слоем 1,5-2 см (например, в колбу Эрленмейера на 250 мл наливают 50 мл среды). Питательную среду стерилизуют в автоклаве, параллельно из фильтровальной бумаги готовят складчатые фильтры и стерилизуют их в автоклаве или сушильном шкафу.

Питательную среду заражают комочком почвы (примерно 1/3 чайной ложки на 50 мл среды) и на поверхность среды опускают складчатый фильтр конусом вверх. Колбы помещают в термостат на 25-30^оС на 10-14 суток.

На границе между воздухом и средой создаются оптимальные условия для развития аэробных клетчаткоразрушающих микроорганизмов. В этой зоне наиболее активно идет процесс разрушения фильтровальной бумаги. Через 8-10 суток на фильтре появляются желто-оранжевые пятна колоний клетчатко-разрушающих бактерий. Бумага фильтра ослизняется, разлагается, и фильтр постепенно оседает на дно. В колбе из разрушенных масс клетчатки микробиологической петлей готовят мазок в капле жидкости. Мазок окрашивают фуксином или генцианвиолетом и микроскопируют.

На препаратах можно обнаружить представителей различных родов: микроскопических грибов Trichоderma, Fusarium, Alternaria, бактерий Bacillus, Cytophaga, Cellvibrio.

Cytophaga – слегка изогнутые, довольно длинные (3-8 мкм) палочки с заостренными концами. При старении переходят в укороченные палочки с округлыми концами, возможен переход и в шаровидную форму. Разные виды этого рода образуют на клетчатке колонии в виде желтых, розовых, пурпурных или красно-коричневых пятен.

Cellvibrio– мелкие, слегка изогнутые в виде полумесяца неспорообразующие палочки с закругленными концами. Колонии очень быстро распространяются по поверхности фильтровальной бумаги, окрашивая ее в желто-оранжевый цвет.