Введение к работе
Актуальность пройден». Актуальность изучения бактерий, важнейшей биологической особенность» которых является способность аосямяднро&ать в качестве единственных источников углеродного питания газообразные углеводороды (пропан я бутан), обусловлена перспективой их практического применения для повышения продукткв-вости процесса биосинтеза на природном газе, определения мест утечек горючих газов* оценки ах вклада в процессы бнодеград&пня нефтяных загрязнений к при ашсковых работах на нефть н газ в качестве биологических индикаторов скопления углеводородных газов.
Бактерия, усваивающие пропан н бутан, наиболее часто встречаются в подземных водах и породах нефтеносных структур " считаются основным! показателями месторождений нефти н газа (Слазника, 1961; Смирнова.. 1964; Квасников и др., 1974; Ыогялевскнй, 1973), Для усовершенствования метода микробиологического прогноэарова-ния додземкых залежей нефтж ж газа необходимо разработать методы точного и быотрого распознавания индикаторных микроорганизмов. Несмотря на то, что о момента возникновения геомикробиологичвоко-го метода поисков нефтяных и газовых месторождений прошло более -сорока лет (Ногнлевския, 1933,1939; '.Teegart. 1941;' віаи, 1942, 1943; наввіег, 1943), проблема его усовершенствования еще далека от окончательного решения ввиду недостаточной изученности экология, систематического положения и особенностей метаболизма бактерий» потребляющих газообразные гомологи мотана ЧС^-Сд).
В связи о отмеченным изучение пропан- я бутанокнслятнх бактерий грунтовых вод нефтяных месторождений приобретает существенный практический интерес.
Цель и задачи ,ис?лрдпвядяц. Целью настоящей работы являлось изучение распространения, биологических свойств я систематического положения пропан- я бутанокисдяющих бактерий грунтовых вод
',.' №?. Кї'і:..1 С'У.?. ^-::if Кма. сгд. Г.::л'л с -LEC3. шд. ш. ІІ.Й. ^аЩЩ-Ь f
нефтяных месторождений Пермского Предуралья.
Основные задачи исследования состояли в следующем: I) дать характеристику экологической няшя их обитания; 2) провести сравнительное изучение содержания пропан- и буганокясляющнх бактерии в грунтовых водах нефтеносянх в не нефтеносных районов Пермсхог* Цредуралья; 3) определять систематическое положение изолированных микроорганизмов; 4) изучить особенности их морфология и улы раструктуры в различных условиях культивирования* а также хемо-таксоношческие и физиологические свойства; в том числе усвоеши индивидуальных н-алканов и низкоыолекуляркых спиртов; 5) выясни; влияние условии выращивания гааоокисляхшнх бактерий на синтез иі внеклеточных аминокислот; 6) исследовать нымукогеккость и антигенную специфичность выделенных штаммов, вияснять влияние разлн1 внх источников углеродного питания на их антигенну» структуру; 7) оценить возможность применения серологических методов для «д< тЕфакадиа газоокислящих бактерий.
Научная, новизна. Изучены закономерности распространения бе» теряй, ассимилирующих пропан, бутан в качестве единственных источников углерода и энергия, в подземных водах нефтеносных и не нефтеносных районов Пермского Предуралья. Показано, что газсюкж ляхщяе бактерии приурочены к контуру нефтеносных структур я пре; ставлены в основном видом Rhodococcue rhodochiMue. Выявлены ос> бенноотя ультраструктури к.rtodoohroue я к.ruber, культлвируї мых в присутствии пропана. Установлена способность изолированны: гаеоохясляпцих бактерий накапливать экотрацелдюлярные амкнокисл' ты при росте на пропане.
С помощь» разработанного способа получения гяпериммушшх СИ' вороток исследована яммуиогенность я антягенная специфичность п аоокасляшцях родококков. Установлена коррелятивная связь между антигенной структурой родококков, ассимилирующих высшие гаэооб(к
ные гомолога метана, Я источниками их питания. У R.rbodoohroue выявлены функциональные антигены, указывающие на развитие бактериальных клеток зі счет конкретного ростового субстрата - газообразных углеводородов (пропана ила бутана).
Показана возможность применения серологических реакций, в частное» двойной иммунодиф^уэяя в агаровой геле, непрямой нмму-нефлюоресцеишш и микробной агглютинации для ускоренной идентификации видов рода Rhodeсосcue.
Практическая ценность. Проведенные исследования позволят рекомендовать определенный вид родококков, а именно, E.rbodochroue, в качестве индикаторного на нефть при нефтегазопонеховой съемке по водоисточникам. Выявленная способность газоокислящнх родококков синтезировать на среде в атмосфере пропана я выделять в куль-турельную жидкость свободные аминокислоты может быть использована при отборе штаммов, представляющих интерес для микробиологическое промышленности. Полученные в работе данные о способности-газоокио-дяющих родохоххов ассимилировать углеводороды широкого ооектра могут оказаться полезными при селекции микроорганизмов, перспективных для борьбы о загрязнениями окружающей среды нефтепродуктами.
Разработаны рациональные схемы получения высоксакгнвных иммунных сывороток против Kbodoeoccue ерр., оптимальный режим разрушения бактериальных клеток родококков, обеспечивающий максимальный выход антигенного материала hhodocoocue ерр., и усовершенствованный способ получения высокодисперсной ультразвуковой эмульсии антигенов в адъюваыте фрейнда. Выявление в составе клеток ь.гЬо-dochroua, выращиваемых в присутствии пропана, специфических дополнительных антигенов и отсутствие последних в клетках, культивируемых на мясо-пептонном агаре (ША), может оказаться полезным при уточнении природы утилизируемого родохоккамя ростового субот-
рата, дополнительным признаком при решении вопросов видосаецифя* ноете индикаторных на нефть и газ бактерий и является первым необходимый етапом разработка серологического метода» вспользуено-го яре микробиологической разведка нефтяных месторождений. Дал экспресс—диагностики газоокислящих родококков наш рекомендована реакция вмнунодиф&уэии в агаровом геле.
Применение оерологическнх методов представляется перспективный для решения вопросов экология бактерий, ассимилирующих высшие газообразные гомологи метана ',С2-С^); оно открываем дополнительные возможности усовершенствования микробиологического метода разведка нефтяных и газовых месторождений.
Апробация, работы, материалы диссертации доложены на заоедани ях Пермского отделения Всесоюзного микробиологического общества в 1976-1980 гг. (г.Пермь); на конференциях молодых ученых Института экологии растений и животных Уральского научного центра АН СССР в 1976-1979 гг, (г. Свердловск); на семинаре ВОДЯТ "методика и техника гаэобактернадьных поисков нефти и газа на оуше и на море" в 1976 г. (г.Москва); на Всесоюзном совещании по отраслевой проблеме "Усовершенствовать в внедрить в производство комплекс геохимических методов поисков нефти и газа применительно к районам Русской платформы" в 1978 г. (г. Саратов); аа Всесоюзном совещании "Прямые геохимические методы поисков месторождений нефти и газа" в 1979 г. г.Яркутск); яа Первой Уральской школе молодых ученых и специалистов по проблемам экологии и охраны окружающей среды в 1980 г. (г.Свердловск); на УІ съезде Всесоюзного микробиологического общеотва "На главных путях научно-технического прогресса" в I960 г. (г.Рига).
rfartMiretflirq. По результатам исследований опубликовано 7 печатных работ.
Структура и обгек работы, диссертация изложена на 215 страна-
_ 5 -
пах машинописи, в том числе 117 страницах текста, включает 26 таблиц, 34 рисунка и состоят иэ введения» четырех глав, обсуждения результатов я выводов. Список литературы включает 265 работ, из них 157 отечественных к 128 зарубежных.