Введение к работе
Актуальность. Разведение радужной форели в северных регионах перспективная отрасль сельского хозяйства, о чем говорят увеличивающиеся объемы выращиваемой рыбы. Например, с 2002 по 2012 гг. объем выращиваемой рыбы в Карелии вырос с 2729,7 т до 17490,2 т [Экологический справочник…,2013]. Увеличение объемов производства рыбной продукции в садках зависит от многих факторов: климата региона, наличия водных ресурсов, качества водной среды, научно-технической базы, а также ряда других экономических и экологических факторов. Однако, методы интенсификации, применяемые на хозяйствах , приводят к ухудшению гидрохимического режима водоема за счет загрязнения водной среды продуктами метаболизма рыб, остатками корма, что способствует активизации роста численности сапрофитной, условно-патогенной и патогенной микрофлоры. Интенсификация производства радужной форели также неизбежно влечет за собой риск эвтрофирования и увеличения индекса сапробности используемых водоемов. Это особенно актуально для водных экосистем Севера, которые являются малокомпонентными по своему составу, слабоустойчивыми и уязвимыми к воздействию антропогенных факторов, процессы восстановления и самоочищения среды в таких экосистемах происходят очень медленно [Румянцева,2010]. Масштабный рост искусственного выращивания рыб, в том числе форели, и других гидробионтов чаще всего сопровождается деградацией водных экосистем, вспышками массовых заболеваний среди культивируемых объектов и аборигенных представителей природных водоемов, усилением дестабилизирующего воздействия на рыб различных стрессовых факторов естественного и антропогенного происхождения. [Маклакова и др.,2009; др., Казимирченко, 2006]
Нарушения экологического баланса в природной среде проявляются в природных популяциях новыми болезнями аквакультуры и резкой активацией «вновь возникающих старых инфекций» из-за снижения темпов самовосстановления водоемов. Особое значение в таком случае приобретает природоохранная деятельность и исследования влияния форелевых хозяйств на водоемы и гидробионтов.
Рыбы, как обитатели воды, постоянно находятся в окружении водных микроорганизмов, в том числе бактерий. Последние могут проникать в рыб и находиться некоторое время в тканях и органах, не принося им вреда. Бактерии постоянно присутствуют в желудочно-кишечном тракте, откуда при определенных условиях могут быстро проникать во внутренние ткани и органы, таким образом, непосредственно влияя на здоровье рыб. В связи с этим особое внимание необходимо уделять изучению микрофлоры рыб и особенно - аутофлоры. Несмотря на то, что значение нормального микробиоценоза в поддержании естественной функциональности организма рыбы очень велико, комплексных исследований форелевых хозяйств и самой форели в Карелии не проводилось. Важность изучения бактериофлоры рыб отмечают как отечественные, так и зарубежные ученые [Авдеева, Казимирченко, 2006, Сидорова, Паршуков, 2010, Ringo E,1995, Kim2007]. Одной из групп микроорганизмов широко представленной как в микрофлоре карельских водоемов, так и в микрофлоре радужной форели является род Pseudomonas. Распространенность этих бактерий обусловлена характерными особенностями. Среди отличительных признаков псевдомонад отмечаются следующие - гибкость метаболизма, природная полирезистентность к антибиотикам, способность самостоятельно синтезировать антимикробные вещества, биопленкообразование, а также некоторые другие. Именно эти свойства позволяют псевдомонадам занимать доминирующее положение в микробиоценозах воды и рыбы, но, тем не менее, микроорганизмы рода Pseudomonas изучены недостаточно.
Исходя из этого, сформированы цель и задачи диссертационной работы:
Цель - исследование экологических особенностей микроорганизмов рода Pseudomonas в составе аутофлоры радужной форели, выращенной в аквакультуре Карелии.
Задачи:
1. Оценить разнообразие микрофлоры в составе микробиоценозов воды и аутофлоры форели, выращиваемой в садковых хозяйствах Карелии.
2. Изучить особенности псевдомонад в составе аутофлоры радужной форели;
3. Оценить физиологические и биологические свойства доминирующих групп бактерий в составе аутофлоры радужной форели.
4. Выяснить роль Pseudomonas в развитии неспецифической резистентности радужной форели.
Научная новизна и теоретическая значимость работы. В ходе данной работы впервые исследованы особенности микроорганизмов рода Pseudomonas, выделенных из аутофлоры радужной форели выращенной в условиях карельского региона. Впервые исследована антагонистическая активность P. alcaligenes и P. cichoril , установлен профиль ауксотрофных мутантов, оценена степень чувствительности псевдомонад к антибиотикам применяемым в аквакультуре. Определена специфичность взаимодействия псевдомонад с организмом хозяином в экологических условиях Карелии.
Практическая значимость. На основе полученных результатов, показано, что микробиологические составляющие являются объективным показателем оценки состояния экосистемы.
Качественные и количественные показатели микрофлоры позволяют прогнозировать ситуацию и разрабатывать лечебно-профилактические мероприятия в садковых хозяйствах.
В ходе исследований разработан состав питальных сред наиболее подходящих для культивирования псевдомонад.
Предложены рекомендации по рациональной антибиотикотерапии бактериозов псевдомонадной этиологии.
Материалы, изложенные в диссертационной работе, могут быть использованы в курсах лекций по микробиологии и экологии микроорганизмов, читаемых на профильных кафедрах ВУЗов Российской Федерации. Некоторые результаты исследований включены в методическое пособие «Санитарно-микробиологические исследования в рыбоводстве» Рыжков Л.П. и др ..; Петрозаводск: ПетрГУ, 2013.-31с
Апробация результатов. Основные результаты исследований апробированы в докладах на: Международной научно-практической конференции «Научные исследования и их практическое применение. Современное состояние и пути развития (Одесса, 2-12 октября 2012г); Международной интернет-конференции «Актуальные проблемы гидробиологии и ихтиологии» (Казань, 6 декабря 2011); Всероссийской научно-практической конференции " Экологическая дискуссия: окружающая среда - здоровье человека" (Волгоград, 30 марта 2012); международной научно-практической конференции «Проблемы современной биологии» (Москва, 19 октября 2012); Научно-практической Интернет-конференции «Актуальные проблемы гидробиологии и ихтиологии в условиях биологических инвазий в пресноводных экосистемах» (Казань, 22 ноября 2012); 65-й научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (Петрозаводск, 22–26 апреля 2013); Всероссийской научно-практической конференции «От микроскопа до нанотехнологий» (Санкт-Петербург,21-22 мая 2013); Первой Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Проблемы разработки новых лекарственных средств. (Москва, 3-5 июня 2013).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ, в том числе 3 в изданиях, рекомендованных ВАК.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов и содержит 39 рисунков, 42 таблиц, 3 приложения. Работа изложена на 135 страницах. Список литературы содержит 210 источников, 62 из них на иностранном языке.
Благодарности.
Автор выражает огромную благодарность своему научному руководителю – доценту кафедры фармакологии и организации экономики фармации, микробиологии и гигиены медицинского факультета ПетрГУ, к.б.н. Сидоровой Наталье Анатольевне за помощь в подготовке работы, советы и понимание. За научные консультации автор благодарит профессора, д.б.н. Ивантера Эрнеста Викторовича; доцента, к.м.н. Образцову Антонину Михайловну, старшего преподавателя курса микробиологии Комкову Ольгу Петровну, профессора д.б.н. Рыжкова Леонида Павловича. За помощь в проведении экспериментальной работы - коллектив кафедры фармакологии и организации экономики фармации, микробиологии и гигиены медицинского факультета ПетрГУ в лице
Работа поддержана программой «Умник»
Похожие диссертации на Экологические особенности псевдомонад в составе аутофлоры радужной форели в условиях Карелии
