WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |

Сравнительный анализ погребенной и новообразованной на валу почвы, трансформировавшейся в автоморфных условиях водного режима, показал, что в условиях консервации в погребенной почве сохранилось более высокое содержание гумуса - 6,4-6,7% против 5,6%. В автоморфном новообразованном слое отмечено увеличение численности автохтонной и олиготрофной микрофлоры, бактерий, потребляющих минеральные формы азота, участвующих в процессах разложения гумуса, гетеротрофов на фоне возрастания метаболического коэффициента. При их высокой активности в почве создается низкий поток доступных питательных веществ, что является стимулирующим фактором для олиготрофов, способных развиваться только в таких условиях.

Показателем активности почвенных гетеротрофных микроорганизмов является дыхание, а азотфиксирующих бактерий - интенсивность азотфиксации. В погребенной почве нами отмечено возрастание потенциальной активности газообмена и численности бактерий рода Azotobacter. Аналогичная картина описана для светло-каштановой почвы Ипатовского кургана-могильника степного Предкавказья (Цховребов, Каргалев, 2000).

Сравнительный анализ гидроморфных и автоморфных почв, погребенных в течение 1000 лет и новообразованных в результате деятельности древнего человека, показал, что в гидроморфной новообразованной почве содержание гумуса соответствует уровню погребенной, а в автоморфной новообразованной почве – ниже на 1%. Эти данные полностью коррелируют с биологической активностью в исследованных районах. Предполагается, что гидроморфные условия способствуют консервации гумуса при погребении почв и увеличению его при новообразовании (Мельников, 2007).

Новообразованные автоморфные и гидроморфные горизонты характеризуются тенденцией к восстановлению общей биологической активности и содержания гумуса, однако полное восстановление гумусового горизонта и сходство с целинными аналогами, где наблюдались естественные эволюционно - сукцессионные изменения, отмечено только в последнем случае, что вероятно связано со степенью структурированности, биологической активностью и комплексом физико-химических факторов, наибольшее значение среди которых имеет фактор увлажнения.

Выявлены новообразованные гидроморфные горизонты, характеризующиеся тенденцией к восстановлению по данным общей биологической активности, а также новообразованные автоморфные горизонты, характеризующиеся более медленной тенденцией к восстановлению активности и содержания гумуса.

1.3. Микробиологический анализ погребенных и новообразованных почв в районе Мурзихинского II могильника (Алексеевский район)

Сравнительный анализ современной и погребенной почв в районе могильника показал увеличение в последних численности спорообразующих бактерий, педотрофов, олиготрофов, денитрификаторов и клостридий на фоне увеличения содержания биомассы и метаболического коэффициента. В современной почве отмечена более высокая интенсивность дыхания и азотфиксации (на 15 – 20%). Новообразованная и погребенная почвы схожи по содержанию гумуса и структуре микробного сообщества, что позволяет сделать выводы о полном восстановлении биологической активности почвы.

Сравнительный анализ погребенного чернозема Алексеевского района с почвами Камско - Устьинского района показал, что в гидроморфной почве выше численность гетеротрофов, бактерий, потребляющих минеральные формы азота, сульфатредукторов, олиготрофов и бактерий рода Azotobacter, а также интенсивность азотфиксации и дыхания; в автоморфной - больше денитрификаторов и клостридий. В почве могильника выше численность спорообразующих и молочно-кислых бактерий, педотрофов. По содержанию гумуса почвенные горизонты схожи с автоморфной почвой (6,6%), в гидроморфной - на 1% больше. Таким образом, описана общая биологическая активность почв в районе расположения археологических памятников – Больше-Кляринского городища и Мурзихинского II могильника. Биологическая активность убывает в ряду гидроморфные почвы городища – почвы могильника – автоморфные почвы городища.

1.4. Микологическая характеристика выщелоченных черноземов в районе расположения археологических памятников

Информативным биотическим носителем почвенной памяти обоснованно может служить почвенная микобиота (Таргульян, 2005). Нами было проведено исследование численности и биомассы микроскопических грибов в современной фоновой, новообразованной и погребенной почвах в районе расположения археологических памятников.

Анализ численности грибов в изученных почвах выявил тенденцию к увеличению числа КОЕ в ряду от современных к погребенным почвам. По данным прямого учета были отмечены отличия в распределении содержания биомассы грибов. В почвенных образцах в районе городища эти показатели ниже в 3-4 раза. Как правило, между показателями численности КОЕ грибов и содержанием грибной биомассы наблюдается прямая положительная корреляция (Терехова, 2007). Это явление было характерно и для наших почв (рис. 1).

На основании численности КОЕ исследованные почвы (кроме образцов Ц, Гн и Гнк городища) могут быть отнесены к умеренно заселенным грибами. А образцы современной фоновой почвы (Ц), новообразованной почвы на поверхности вала (Гн) и новообразованного коричневого слоя (Гнк) – к мало заселенным грибами.

Рис. 1. Численность и биомасса микроскопических грибов в почвах археологических памятников.

Индексы видового разнообразия грибных комплексов (H’) в погребенных почвах имели наибольшие значения (3,1-3,3), максимум отмечен в погребенной почве могильника (3,3). Самыми скудными оказались современные фоновые и новообразованные почвы: здесь выделено меньше видов микромицетов. Увеличение видового разнообразия грибных комплексов может быть связано с физико-химическими свойствами почвы, некоторые из которых, например такие, как нейтрализация почв, способствуют увеличению грибного биоразнообразия (Марфенина, 2001).

При изучении видового состава микроскопических грибов выщелоченного чернозема было обнаружено 42 вида грибов. Современные почвы характеризуются снижением видового разнообразия микроскопических грибов, частоты встречаемости грибов рода Trichoderma и увеличением частоты встречаемости фитопатогенных грибов таких, как Aspergillus, Fusarium, Penicillum. Кластерный анализ комплексов микромицетов исследованных почв, проведенный на основании представленности и частоты встречаемости видов, показал существенные отличия современных почв от погребенных. Наибольшим сходством характеризовались комплексы грибов погребенной почвы могильника и гидроморфной почвы городища. В другой крупный кластер были объединены комплексы микроскопических грибов, выделенные из современных фоновых и новообразованных почв. Комплекс микромицетов, выделенный из новообразованного коричневого слоя почвы в толще вала, наиболее отличался от всех исследованных: здесь было выделено меньше всего видов грибов и частота встречаемости их была ниже, чем в других образцах.

Известно, что ответственными за плодородие и супрессивность почв являются представители рода Trichoderma (Kubicek et al., 2001; Bentez et al., 2004; Ленглер, 2005; Алимова и др., 2007). Погребенные почвы являются природными резервуарами сохранения численности и видового разнообразия видов рода Trichoderma, где частота встречаемости составляет более 60% (Алимова, 2006).

2. Характеристика Trichoderma из погребенных почв

2.1. Видовое разнообразие почвенных грибов рода Trichoderma из погребенных черноземов Камско-Устьинского и Алексевского районов

Из исследованных образцов погребенных почв нами было выделено 135 изолятов рода Trichoderma. Из погребенных почв было выявлено 17 видов Trichoderma, идентифицированных по морфологическим признакам, молекулярно-генетическому анализу и с использованием объектно-ориентированного подхода (Тарасов, 2006).

Наиболее распространенным и часто встречающимся оказался вид T. citrinoviride. На втором месте по распространенности стоит T. longibrachiatum, на третьем – T. atroviride. Далее следуют T. harzianum, T. hamatum, T. oblongisporum, T. viride, T. koningii, T. asperellum, T. saturnisporum, T. spirale (табл. 2). Также нами была выделена группа новых, неидентифицируемых изолятов (19 изолятов), отнесенных по данным молекулярно-генетического анализа к одному виду.

Изоляты Trichoderma, выделенные из погребенных почв, отличались от современных более высокой интенсивностью окраски колоний; более пышным ростом воздушного мицелия; наличием у представителей секции Longibrachiatum способности выделять ярко-желтый пигмент в среду и сильно выраженного кокосового запаха. Для экстипов этих изолятов было отмечено явление фотопериодизма (спороношение концентрическими кругами).

Морфологические исследования конидий с использованием АСМ-микроскопии позволили выделить изоляты одного вида (T. asperellum) с разными по структуре поверхностями спор: от гладкой из гидроморфного горизонта до шероховатой из автоморфного (рис. 2).

2.2. Систематика с помощью объектно-ориентированного подхода (ООП)

Нами совместно с Тарасовым Д. С. была предпринята попытка построения систематики рода Trichoderma из палеопочв по формализованным морфологическим и фенотипическим признакам с помощью объектно-ориентированного подхода (ООП). ОО-подход предоставляет классификационные средства, для которых в биологических систематиках нет аналогов (например, множественное наследование). Такие классификационные средства позволяют в явном виде указать известные закономерности признаков, либо использовать автоматический алгоритм поиска закономерностей.

Таблица 2

Список видов и количество изолятов грибов рода Trichoderma, обнаруженных в районе археологических памятников

Вид

Количество изолятов (могильник/городище)

T. citrinoviride sect. Longibrachiatum
10/5

T. longibrachiatum sect. Longibrachiatum

7/3

T. atroviride sect. Trichoderma

6/5

T. harzianum sect. Pachybasium

5/5

T. hamatum sect. Trichoderma

5/7

T. oblongisporum

5/3

T. viride sect. Trichoderma

5/4

T. koningii sect. Trichoderma

6/4

T. asperellum sect. Trichoderma

12/15

T. saturnisporum sect. Longibrachiatum

2/1

T. spirale sect. Pachybasium

0/1

T. spp. 1

4/0

T. spp. 2

2/1

T. spp. 3

3/0

T. spp. 4

3/2

T. spp. 5

2/1

T. spp. 6

1/0

Сумма

135

Рис. 2. Конидии T. asperellum: А – изолят, выделенный из погребенной гидроморфной почвы Больше-Кляринского городища; Б – изолят, выделенный из погребенной автоморфной почвы Больше-Кляринского городища (атомно-силовой микроскоп).

Основными сущностями, с которыми оперируют предлагаемые описания, это клетки, способные делиться в различных направлениях, специализироваться в клетки гифы, конидиеносцы, фиалиды и споры, а также обладающие различными свойствами – размерами, цветом, способностью к выделению пигмента и т.п. Таким образом, мы перепроверили изоляты, идентифицированные по морфологическим признакам.

2.3. Молекулярно-генетический анализ изотятов Trichoderma

Изоляты, выделенные из погребенных почв, были идентифицированы с помощью молекулярно-генетических методов. Для идентификации использовались праймеры к гену tef1 (EF1-728F и EF1-986R) и ITS 1 и 2 (SR6R и LR1), как наиболее отвечающие требованиям идентификации (Druzhinina et al., 2005). Полученные последовательности были идентифицированы в Базе данных нуклеотидных последовательностей TrichoBLAST с 98-100% гомологией. На основе полученных последовательностей методом Bayesian анализа было построено древо, отражающее филогенетическое положение исследованных изолятов (рис. 3). Ближе всех к основанию филогенетического древа находились представители секции Longibrachiatum (T. longibrachiatum и T. citrinoviride). Кругом на рис. 3 обозначен изолят с уникальной последовательностью, неимеющей гомологов в базе данных. Он располагается между H. strictipilis и H. lutea.

Нами была исследована внутривидовая изменчивость изолятов Trichoderma при расщеплении гетероспоровой популяции на моноспоровые клоны на примере T. asperellum 204 (сравнивались нуклеотидные последовательности ITS 1 и 2 «родителя» - 204(0) и его «клонов» - 204(1) и 204(2)).

Рис. 3. Древо, построенное с использованием Bayesian анализа, изолятов Trichoderma, выделенных из погребенных почв, основанное на сиквенсах ITS 1 и 2.

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»