Метанотрофные бактерии кислых сфагновых болот

摘要

Кислые сфагновые болота покрывают значительную часть территории России и являются важным природным источником биогенного метана, образующегося в их анаэробных слоях. Большая часть этого метана потребляется в аэробной части болотного профиля ацидофильными метанотрофны-ми бактериями, слагающими метанокисляющий фильтр сфагновых болот и снижающими эмиссию СН_4 в атмосферу. Эти бактерии долгое время оставались неизвестны. Ключом к их выделению стало выяснение оптимальных условий их функционирования in situ - рН среды 4.5-5.5, диапазон температур 15-20°Св низкая концентрация солей в растворе. Воспроизведение этих условий и отказ от ранее используемых сред с высоким содержанием биогенных минеральных элементов позволили выделить из торфа сфагновых болот Европейского севера России и Западной Сибири метанотроф-ные бактерии двух новых родов и видов - Methylocella palustris и Methylocapsa acidiphila. Эти бактерии хорошо адаптированы к существованию в кислых, холодных и олиготрофных сфагновых болотах. Они растут в диапазоне рН 4.2-7.5 с оптимзмом при рН 5.0-5.5, способны к активной фиксации N_2 и предпочитают умеренные температуры (15-25°С) и среды с низким содержанием минеральных элементов (200-500 мг/л). Создание 16S рРНК-спенифичных флуоресцентномеченых олигонуклео-тидных зондов для детекции Methylocella palustris и Methylocapsa acidiphila и их применение, для анализа образцов сфагнового торфа показало, что эти бактерии представляют доминирующие популяции метанотрофов с численностью 10~5-10~6 клеток/г торфа. Помимо Methylocella и Methylocapsa, в сфагновых торфах была выявлена еще одна численно значимая популяция метанотрофов, филогенетически близких роду Methyiocystis, с численностью 10~6 клеток/г торфа.