Выявление и определение численности микроорганизмов почвы высевом на МПА (стр. 2 из 3)
В почвах наиболее часто встречаются следующие виды рода Bacillus.
Вас. subtilis – колонии сухие, бесцветные или серовато-белые, мелкоморщинистые или образующие бархатистый налет, расплывающиеся по поверхности агара и тогда имеющие по краям складки; край более или менее волнистый; плотно прилегают к агаровой среде. Палочки короткие и тонкие 3–5×0,6 мкм; нередко соединены в длинные нити. Споры овальные 0,9×0,6 мкм, расположены без строгой локализации – эксцентрально или ближе к центру, но не строго центрально.
Вас. mesentericus – колонии обычно плотно прилегают к агаровой среде, иногда срастаются со средой, тонкие, морщинистые, серовато-белые, кремовые или желто-бурые. Имеет много разновидностей. Из них часто встречается Вас. mesentericus ruber, колонии которого окрашены в розоватый цвет, и Вас. mesentericus niger, у которого колонии черного цвета. Палочки тонкие, длинные и короткие 3–10×0,5–0,6 мкм, одиночные или соединены в длинные нити. Споры овальные и продолговатые 0,9×0,5 мкм, могут располагаться в любой части клеток. При формировании спор клетки не раздуваются.
Вас. cereus – колонии плоские, относительно диффузные с ровной мелкобугристой (мучнистой, крупитчатой) поверхностью, слегка вогнутые, матовые, с волнистыми краями. Клетки толстые, 1,0–1,5 мкм в поперечнике и длиной 3–5 мкм, иногда более длинные; одиночные и соединенные в цепочки и нити. Споры овальные, 1,2–1,5×0,9 мкм, расположены эксцентрально. Плазма клеток зернистая или вакуолизированная.
Нас simplex – колонии напоминают Вас. cereus. Отличаются образованием зеленовато-желтого пигмента, выделяющегося в среду. Клетки мелкие 2–5×0,6 мкм, чаще всего одиночные, цепочки не образуют. Споры овальные 0,9×0,6 мкм, расположены эксцентрально.
Вас. cereus var. mycoides – колонии плоские, ризоидные или мицелиевидные, стелющиеся по поверхности агара. Клетки 5–10×0,8–1,2 мкм, иногда длиннее; одиночные или соединены в длинные цепочки-нити; плазма клеток вакуолизирована. Споры продолговатые, овальные 1,0–1,5×0,8–1,0 мкм, расположены эксцентрально.
Вас. megaterium – колонии правильной округлой формы без лопастей и рубчиков, с резко очерченным или слегка волнистым, краем, похожие на капли стеарина, выпуклые, гладкие, но, чаще с кольцом или концентрическими кругами на поверхности, молочно-белые, кремоватые, иногда коричневатые; жирноблестящие или матовые. В молодой культуре клетки, толстые, 1,2–1,5, а иногда до 2 мкм в поперечнике, и от 3 до 10–12 мкм длиной; одиночные или соединены в цепочки. В старых культурах клетки более короткие, округлые, иногда веретеновидные с суженными концами. Содержимое клеток грубозернистое с большим количеством запасных питательных веществ (жир, гликоген). Споры овальные или продолговатые 1,5×0,7–1,0 мкм, расположены эксцентрально, часто поперек клетки или диагонально.
Вас. polymyxa – колонии бесцветные, плоские или выпуклые, гладкие и слизистые, нередко с пальчатыми выростами по краям. Клетки 2,0–7,0×0,6–1,0 мкм, одиночные, в парах и коротких цепочках; при спорообразовании раздуваются лимоновидно или образуют формы, напоминающие клостридии. Споры овальные, продолговатые 2,6×,7 мкм, расположены в центре клетки.
Вас. asterosporus – колонии мелкие, белые или сероватые, иногда с зеленоватым отливом, плоские, нежные, слизистые, гомогенные. Палочки толстые 3–7×,0–1,2 мкм, одиночные и в парах. Споры цилиндрические или продолговатые 1,5–2,0×,0 мкм, расположены в центре клеток; последние во время спорообразования слегка раздуваются, напоминая клостридиальную форму.
Вас. brevis – колонии белые, иногда с желтоватым оттенком, выпуклые или плоские, блестящие, с зубчатыми краями, маслянистой консистенции. Клетки 3–5×7–1,0 мкм, одиночные, реже соединенные в цепочки. Споры овальные 0,8–1,0 мкм в поперечнике, расположены на концах клеток; конец клетки со спорой слегка утолщен.
Нитрифицирующие бактерии
Нитрификацией называют окисление аммиака до азотной кислоты в процессе которого микроорганизмы получают энергию для своей жизнедеятельности.
Окисление сопровождается ассимиляцией углекислоты. Микроорганизмы, осуществляющие этот процесс, относятся к хемолитоавтотрофам и являются облигатными аэробами.
Нитрификация протекает в две стадии.
Первую – окисление аммиака до нитритов – осуществляют представители немного численной группы так называемых нитрозных бактерий, описанных под следующими родовыми названиями: Nitrosomonas, Nitrosocystis, Nitrosococcus, Nilrosolobus и Nitrosospira. Все эти микроорганизмы сходны между собой в физиолого-биохимическом отношении, по отличаются по морфологическим признакам и структуре клетки. Представители рода Nitrosomonas, не образующие эндоспор, мелкие эллипсовидные клетки (0,4–1,0×,9–2,0 мкм). В жидкой культуре Nitrosomonas. проходит в зависимости от условий несколько фаз развития. Основных фаз две: подвижная, при которой клетки обладают одним жгутиком или пучком жгутиков, и зооглейная. Зооглеи состоят из неподвижных клеток.
Вторая стадия нитрификации связана с окислением азотистой кислоты до азотной. Выделены и описаны следующие возбудители этого процесса: Nitrobacter winogradskyi, N. agilis, Nitrospina gracilis и Nitrococcous mobilis. Клетки Nitrobacter отличаются полиморфностью: в культурах бывают округлые палочковидные, бобовидные, яйцевидные и грушевидные формы, подвижные (монотрихи) и неподвижные. Это связано с наличием у них определенного цикла развития, характерного для почкующихся бактерий. В неблагоприятных условиях Nitrobacter может образовывать зооглеи. Образование зооглей считают характерным признаком рода Nitrocystis. Nitrospina gracilis – прямая тонкая палочка 0,3–0,4×7–6,5 мкм, иногда образующая сферические формы, неподвижная. Nitrococcus mobilis представлен округлыми клетками 1,5 мкм в диаметре, имеет один-два жгутика. Возбудители нитрификации не используют органические вещества и строго специализированы в отношении окисляемых субстратов – аммиака и нитритов.
Выявление и определение численности нитрификаторов осуществляют высевом анализируемой суспензии в элективную минеральную среду Виноградского. Единственный источник углерода в среде – двуокись углерода, присутствующая в воздухе и входящая в состав мела. Энергетическим материалом и источником азота для возбудителей первой стадии нитрификации служат аммиак и соли аммония, а для возбудителей второй – нитрит, образующийся при окислении NH+4. Необходимым условием развития нитрификаторов является широкий доступ воздуха к культуре. Численность нитрификаторов определяют, используя метод предельных разведений.
Денитрифицирующие бактерии
Денитрификацией называют микробиологический (процесс восстановления нитратов до молекулярного азота с одновременным (сопряженным) окислением до CO2 и H2O органических веществ: органических кислот, сахаров, спиртов. Конечным акцептором водорода является NO3― Энергия, выделяемая при окислении органического субстрата, используется микроорганизмами процессе жизнедеятельности. Денитрификация может идти в анаэробных и в аэробных условиях, но особенно интенсивно она протекает без доступа кислорода.
Микроорганизмы, осуществляющие процесс денитрификации, широко распространены в природе. Большинство из них относится к родам Pseudomonas, Achromobacter и Micrococcus (Ps. aeruginosa, Ps. denitrifleans, Ps. fluorescens, Achr stutzeri, Micrococcus denitrificans), но есть и представители бацилл, например Вас. licheniformis
Денитрификаторы – хемоорганогетеротрофы, факультативные анаэробы (аэробы). В аэробных условиях при окислении органического вещества они используют в качестве конечного акцептора водорода главным образом кислород воздуха.
Азотфиксирующие микроорганизмы
Азотфиксация – это способность организмов усваивать молекулярный азот и строить из него все азотсодержащие соединения клетки. Этим свойством обладают многие микроорганизмы, свободно живущие в почве и водоемах: различные виды родов Clostridium, Azolobacter, Pseudomonas, Bacillus, Aerobader, фототрофные, метанообразующие и сульфатвосстанавливающие бактерии, некоторые микобактерии, проактиномицеты, актиномицеты и грибы, сине-зеленые водоросли и др. Кроме того, азотфиксация присуща клубеньковым бактериям (род Rhizobium), находящимся в симбиозе с бобовыми растениями. Наибольшее значение в обогащении почв связанным азотом имеют клубеньковые бактерии, а также виды родов Azotobacter и Clostridium.
Анаэробные азотфиксаторы из рода Clostridium
Способность фиксировать азот атмосферы свойственна многим видам рода Clostridium: Cl. pasteurianum, Cl. butyricum, Cl. acetobutylicum, Cl. felsineum и др. Эти бактерии относятся к одной систематической группе, но отличаются друг от друга морфологическими и физиолого-биохимическими признаками. Наиболее активно усваивает молекулярный азот Cl. pasteurianum (рис. 39). Клетки этого микроорганизма представляют собой относительно крупные палочки длиной 1,5 – 8,0 мкм и шириной 0,8–1,3 мкм. В молодых культурах палочки подвижны и снабжены перитрихиально расположенными жгутиками, одиночные или соединены в короткие цепочки из 2–3 клеток. Cl. pas teurianum образует эндоспоры.
Перед спорообразованием в клетке накапливаются резервные вещества типа крахмала-ранулеза и гликоген, благодаря чему клетки окрашиваются йодом в темно-коричневый цвет. После созревания споры гранулезная реакция исчезает. При спорообразовании клетки утолщаются в середине (клостридиальный тип спорообразования) или в конце (плектридиальный тип спорообразования).
Чаще встречается клостридиальная форма. Клостридиальный и (или) плектридиальный способы спорообразования свойственны всем представителям рода Clostridium. Споры Cl. pasteurianum выдерживают нагревание при 80° в течение 10 мин, а при 96° – в течение нескольких минут. Старые культуры Cl. pasteurianum представлены неподвижными клетками и спорами.