Обилие и разнообразие прокариотных сообществ пылеаэрозоля и городских почв на территории Москвы

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Получена комплексная (количественная и качественная) характеристика прокариотных сообществ твердых атмосферных выпадений (пылеаэрозоля) и образцов почв на территории г. Москвы на участках с разной интенсивностью антропогенной нагрузки. Общая численность бактерий в исследованных образцах твердых атмосферных выпадений (ТАВ) была меньше численности бактерий в образцах почв; актиномицетный мицелий в образцах ТАВ не обнаружен, хотя отмечался в образцах почв. Численность сапротрофных культивируемых бактерий в образцах ТАВ была на порядок меньше, чем в поверхностных горизонтах урбаноземов и реплантозема, отобранных на тех же участках. Среди культивируемых бактерий в пылеаэрозолях преобладали бактерии рода Micrococcus, в почвах преобладали представители филума Proteobacteria. В образцах ТАВ обнаружены представители семейства Enterobacteriaceae среди которых имеются виды, являющиеся потенциальными патогенами человека. Максимальное видовое разнообразие бактерий семейства Enterobacteriaceae зафиксировано в образцах ТАВ, отобранных на участках с повышенной антропогенной и транспортной нагрузкой. Санитарно-показательная бактерия Escherichia coli обнаружена во всех образцах ТАВ, ее содержание варьировало от 10 до 100 КОЕ/г, что по степени эпидемической опасности характеризует ТАВ как умеренно опасные. Экологические индексы, рассчитанные для прокариотных сообществ in situ (баркодинг гена 16S рРНК), свидетельствуют о меньшем таксономическом разнообразии прокариотных сообществ ТАВ по сравнению с сообществами близко расположенных городских почв.

Об авторах

Л. В. Лысак

МГУ им. М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: lvlysak@mail.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, 1

С. А. Шоба

МГУ им. М.В. Ломоносова

Email: lvlysak@mail.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, 1

Т. В. Прокофьева

МГУ им. М.В. Ломоносова

Email: lvlysak@mail.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, 1

А. М. Глушакова

МГУ им. М.В. Ломоносова; НИИ вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова

Email: lvlysak@mail.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, 1; Россия, 105064, Москва, Малый Казенный пер., 5а

Н. В. Гончаров

МГУ им. М.В. Ломоносова

Email: lvlysak@mail.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, 1

А. А. Белов

МГУ им. М.В. Ломоносова

Email: lvlysak@mail.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, 1

Список литературы

  1. Виноградова К.А., Булгакова В.Г., Полин А.Н., Кожевин П.А. Устойчивость микроорганизмов к антибиотикам: резистома, ее объем, разнообразие и развитие // Антибиотики и химиотерапия. 2013. Т. 58. № 5–6. С. 38–48.
  2. Воробьева Л.И. Археи: учебное пособие для вузов. М.: ИКЦ “Академкнига”, 2007. 234 с.
  3. Глушакова А.М., Лысак Л.В., Умарова А.Б., Прокофьева Т.В., Подушин Ю.В., Быкова Г.С., Малюкова Л.П. Бактериальные комплексы урбаноземов некоторых южных городов России // Почвоведение. 2021. № 2. С. 224–231. https://doi.org/10.31857/S0032180X21020052
  4. Добровольская Т.Г. Структура бактериальных сообществ почв. М.: ИКЦ “Академкнига”, 2002. 281 с.
  5. Звягинцев Д.Г. Методы почвенной микробиологии и биохимии. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1991. 60 с.
  6. Кожевин П.А. Микробные популяции в природе М.: Изд-во Моск. ун-та, 1989. 175 с.
  7. Лысак Л.В. Бактериальные сообщества городских почв. Автореф. дис. … докт. биол. наук. М., 2010.
  8. Лысак Л.В., Добровольская Т.Г., Скворцова И.Н. Методы оценки бактериального разнообразия почв и идентификации почвенных бактерий. М.: МАКС Пресс, 2003. 120 с.
  9. Лысак Л.В., Лапыгина Е.В. Разнообразие бактериальных сообществ городских почв // Почвоведение. 2018. № 9. С. 1108–1114. https://doi.org/10.1134/S0032180X18090071
  10. МР ФЦ/4022 Методы микробиологического контроля почвы.
  11. МУ 2.1.7.730-99. Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест.
  12. Мэгарран Э. Экологическое разнообразие и его измерение М.: Мир, 1992. 184 с.
  13. Першина Е.В., Чернов Т.И. Основные физико-химические параметры почв, определяющие структуру почвенного метагенома // Основные достижения и перспективы почвенной метагеномики. 2017. С. 88–96.
  14. Ревич Б.А. Климат, качество атмосферного воздуха и здоровье москвичей. М.: Адаманть, 2006. 255 с.
  15. Тихонович И.А., Чернов Т.И., Железова А.Д., Тхакахова А.К., Андронов Е.Е., Кутовая О.В. Таксономическая структура прокариотных сообществ почв разных биоклиматических зон // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 2018. № 95. С. 125–153.
  16. Aminov R.I., Mackie R.I. Evolution and ecology of antibiotic resistance genes // FEMS Microbiol. Lett. 2007. V. 271. № 2. P. 147–161. https://doi.org/10.1111/j.1574-6968.2007.00757.x
  17. Arabaghian H., Salloum T., Alousi S., Panossian B., Araj G.F., Tokajian S. Molecular characterization of carbapenem resistant Klebsiella pneumoniae and Klebsiella quasipneumoniae isolated from Lebanon // Sci. Rep. 2019. V. 9. № 1. P. 1–12. https://doi.org/10.1038/s41598-018-36554-2
  18. Araújo R., Vázquez Calderón F., Sánchez López J., Azevedo I.C., Bruhn A., Fluch S., Ullmann J. Current status of the algae production industry in Europe: an emerging sector of the blue bioeconomy // Front. Mar. Sci. 2021. V. 7. P. 626389. https://doi.org/10.3389/fmars.2020.626389
  19. Belov A.A., Cheptsov V.S., Manucharova N.A., Ezhelev Z.S. Bacterial communities of Novaya Zemlya archipelago ice and permafrost // Geosciences. 2020. V. 10 № 2. P. 67. https://doi.org/10.3390/geosciences10020067
  20. Belov A.A., Cheptsov V.S., Vorobyova E.A., Manucharova N.A., Ezhelev Z.S. Stress-tolerance and taxonomy of culturable bacterial communities isolated from a central Mojave Desert soil sample // Geosciences. 2019. V. 9 № 4. P. 166. https://doi.org/10.3390/geosciences9040166
  21. Bergey D.H. Bergey’s Manual® of Systematic Bacteriology. Springer Science & Business Media, 2001.
  22. Bulgarelli D., Garrido-Oter R., Münch P.C., Weiman A., Dröge J., Pan Y., Schulze-Lefert P. Structure and function of the bacterial root microbiota in wild and domesticated barley // Cell Host Microbe. 2015. V. 17 № 3. P. 392–403. https://doi.org/10.1016/j.chom.2015.01.011
  23. Caporaso J.G., Kuczynski J., Stombaugh J., Bittinger K., Bushman F.D., Costello E.K., Knight R. QIIME allows analysis of high-throughput community sequencing data // Nat. Methods. 2010. V. 7. № 5. P. 335–336. https://doi.org/10.1038/nmeth.f.303
  24. Chaparro J.M., Badri D., Vivanco J.M. Rhizosphere microbiome assemblage is affected by plant development // The ISME J. 2014. V. 8. № 4. P. 790–803. https://doi.org/10.1038/ismej.2013.196
  25. Daniel R. The metagenomics of soil // Nat. Rev. Microbiol. 2005. V. 3. P. 470–478. https://doi.org/10.1038/nrmicro1160
  26. Davin-Regli A., Pagès J.M. Enterobacter aerogenes and Enterobacter cloacae; versatile bacterial pathogens confronting antibiotic treatment // Front. Microbiol. 2015. V. 6. P. 392. https://doi.org/10.3389/fmicb.2015.00392
  27. de Bruyn J., Nixon L., Fawaz M., Johnson M., Radosevich M. Global Biogeography and Quantitative Season Dynamics of Gemmatimonadetes in Soil // Appl. Environ. Microbiol. 2011. V. 77. № 17. P. 6295–6300. https://doi.org/10.1128/AEM.05005-11
  28. Després V.R., Huffman J.A., Burrows S. M., Hoose C., Safatov A., Buryak G., Jaenicke R. Primary biological aerosol particles in the atmosphere: a review // Tellus B: Chem. Phys. Meteorol. 2012. V. 64. № 1. P. 15598. https://doi.org/10.3402/tellusb.v64i0.15598
  29. Glushakova A.M., Kachalkin A.V., Prokof’eva T.V., Lysak L.V. Enterobacteriaceae in soils and atmospheric dust aerosol accumulations of Moscow city // Current Res. Microbial Sci. 2022. V. 3. P. 100124. https://doi.org/10.1016/j.crmicr.2022.100124
  30. Goel A., Kumar P. Characterisation of nanoparticle emissions and exposure at traffic intersections through fast–response mobile and sequential measurements // Atmos. Environ. 2015. V. 107. P. 374–390. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2015.02.002
  31. Karagulian F., Belis C.A., Dora C.F.C., Prüss-Ustün A.M., Bonjour S., Adair-Rohani H., Amann M. Contributions to cities' ambient particulate matter (PM): A systematic review of local source contributions at global level // Atmos. Environ. 2015. V. 120. P. 475–483. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2015.08.087
  32. Kumari S., Jain M.K. A critical review on air quality index // Environ. Pollut. 2018. P. 87–102. https://doi.org/10.1007/978-981-10-5792-2_8
  33. Luong L.M., Phung D., Sly P.D., Morawska L., Thai P.K. The association between particulate air pollution and respiratory admissions among young children in Hanoi, Vietnam // Sci. Total Environ. 2017. V. 578. P. 249–255. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.08.012
  34. Phan C.C., Nguyen T.Q.H., Nguyen M.K., Park K.H., Bae G.N., Seung-bok L., Bach Q. Aerosol mass and major composition characterization of ambient air in Ho Chi Minh City, Vietnam // Int. J. Environ. Sci. Technol. 2020. V. 17. № 6. P. 3189–3198. https://doi.org/10.1007/s13762-020-02640-0
  35. Prokof’eva T.V., Shoba S.A., Lysak L.V., Ivanova A.E., Glushakova A.M., Shishkov V.A., Lapygina E.V., Shilaika P.D., Glebova A.A. Organic constituents and biota in the urban atmospheric solid aerosol: potential effects on urban soils // Eurasian Soil Sci. 2021. 54. №. 10. P. 1532–1545. https://doi.org/10.1134/S1064229321100094
  36. Prokof’eva T.V., Kiryushin A.V., Shishkov V.A., Ivannikov F.A. The importance of dust material in urban soil formation: the experience on study of two young Technosols on dust depositions // J. Soils Sediments. 2017. V 17. № 2. P. 515–524. https://doi.org/10.1007/s11368-016-1546-7
  37. Pruesse E., Quast C., Knittel K., Fuchs B.M., Ludwig W., Peplies J., Glöckner, F.O. SILVA: a comprehensive online resource for quality checked and aligned ribosomal RNA sequence data compatible with ARB // Nucleic Acids Res. 2007. V. 35. № 21. P. 7188–7196. https://doi.org/10.1093/nar/gkm864
  38. Stokes H.W., Gillings M.R. Gene flow, mobile genetic elements and the recruitment of antibiotic resistance genes into Gram-negative pathogens // FEMS Microbiol. Rev. 2011. V. 35. № 5. P. 790–819. https://doi.org/10.1111/j.1574-6976.2011.00273.x
  39. Tourna M., Stieglmeier M., Spang A., Könneke M., Schintlmeister A., Urich T., Schleper C. Nitrososphaera viennensis, an ammonia oxidizing archaeon from soil // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2011. V. 108. № 20. P. 8420–8425. https://doi.org/10.1073/pnas.1013488108
  40. Vlasov D., Kosheleva N., Kasimov N. Spatial distribution and sources of potentially toxic elements in road dust and its PM10 fraction of Moscow megacity // Sci. Total Environ. 2021. V. 761. P. 143267. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.143267
  41. World Health Organization. Air quality guidelines for Europe. World Health Organization. Regional Office for Europe, 2000.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2.

Скачать (223KB)
Метаданные

© Л.В. Лысак, С.А. Шоба, Т.В. Прокофьева, А.М. Глушакова, Н.В. Гончаров, А.А. Белов, 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах