АЗОТОБАКТЕР

С.Н. Виноградский

Смотрите также:

Биография Виноградского

Микробиология

Почва и почвообразование

Почвоведение. Типы почв

Геоботаника

 Биографии биологов, почвоведов

Эволюция

Биология

Эволюция биосферы

Геология

Основы геологии

Геолог Ферсман

Геохимия - химия земли

Гидрогеохимия. Химия воды

Минералогия

Химия почвы

Круговорот атомов в природе

Книги Докучаева

Происхождение жизни

Вернадский. Биосфера

Серия культур на жидкой питательной среде.

Для заражения семи колб с жидкой питательной средой, приготовленной по рецепту, приведенному на стр. 698, была выбрана культура, выращенная на среде с прибавлением этилового спирта.

Через 24 часа, колбы:

с этиловым спиртом — сильная опалесценция; висячая капля           много

бактерий, интенсивная, обращающая на себя внимание подвижность;

с бутиловым спиртом — опалесценция сомнительная; висячая капля        

несколько движущихся бактерий;

с маслянокислым кальцием — слабая опалесценция; висячая капля — умеренное число бактерий; они подвижны;

с глюкозой — жидкость прозрачная; в висячей капле бактерий нет; с маннитом — полная прозрачность; с бензойн окислы м кальцием — то же самое. Через 48 часов:

с этиловым спиртом — золотисто-желтое окрашивание; сильная муть; с бутиловым спиртом — заметная опалесценция; с масля н о- и уксуснокислым кальцием — муть, легкое желтое окрашивание;

с глюкозой — муть; слабое желтое окрашивание;

с маннитом и бензойнокислым кальцием — жидкость все время остается прозрачной.

Особенно характерны культуры на кремнекислом геле, пропитанном этиловым спиртом (стр. 698). На нем появляются колонии, похожие на пятна зеленоватого лака; они быстро разрастаются до 1 см в диаметре и более, окрашивая всю толщу геля в зеленый цвет. Если посев более или менее обильный, то весь гель становится зеленым за 24 часа.

На агаре, пропитанном этиловым спиртом, рост такой же медленный, как по данным Клюйвера на агаре с глюкозой. Мельчайшие колонии появляются при температуре в 30° только на шестой день и достигают не более 1—2 мм в диаметре. Штрих в пробирке на той же среде представляет' собой полоску компактной и не обильной слизи, которая не окрашивает субстрат. Весьма вероятно, что плотная консистенция агара действует неблагоприятно на развитие этого чрезвычайно подвижного вида. Однако при микроскопировании его клетки оказываются нормальными.

Что касается подвижности, то, несомненно, микроб оправдывает видовое имя, данное ему Бейеринком. Характер движения его клеток настолько своеобразен, что привлекает к себе внимание в смешанных культурах, облегчая определение вида. Микроб относится к группе лофотрихов и его клетки имеют на одном из концов своего эллипсовидного тела пучок из небольшого числа жгутиков, минимально из двух; их длина лишь немногим превосходит длинныи диаметр клетки (фиг. 23, табл. XXXIV).

С большой тщательностью мы старались обнаружить цисты у местных штаммов микроба. Было бы утомительно описывать все опыты, проведенные в этом направлении. Достаточно сказать, что во всех культурах как на жидких, так и на твердых питательных средах при повторных наблюдениях за их ростом в течение многих месяцев никогда не удавалось обнаружить никаких образований, аналогичных цистам, ни даже подметить какие-либо явления, предшествующие наступлению этой стадии покоя. Клетки, осевшие на дно колб или взятые с поверхности кремнекислого геля, упорно сохраняли свои размеры и форму, и эти инертные клетки отличались от активных лишь пропорционально меньшим числом клеток, соединенных по две, или клеток, подготовляющихся к делению.

Старые клетки, которые своими размерами довольно ясно превосходили молодые, отличались обилием жировых капелек в своем содержимом. Фиг. 31 табл. XXXV воспроизводит общий вид препарата, сделанного из. штриха на агаровой среде с этиловым спиртом, месячного возраста.

Повидимому, клетки этого вида образуют слизистую капсулу, не> окрашивающуюся, но выделяющуюся в виде тонкого ободка, окружающего клетку. Это ясно видно на фиг. 32 табл. XXXV, изображающей . препарат, приготовленный из 15-дневной колонии, выросшей на кремнекислом геле с этиловым спиртом.

Клетки не выносят высушивания: если обильную культуру, развившуюся на кремнекислом геле, высушивать в течение 48 часов при 45°, то она утрачивает всякую жизнеспособность и сухие корочки, образовавшиеся на поверхности пластинки, не вызывают никакого роста.

Но предохраненные от высыхания, эти инертные культуры остаются жизнеспособными в течение многих месяцев. Удавалось получить их развитие через девять месяцев, но более длительное хранение всегда ведет к гибели клеток вследствие автолиза. Подобная устойчивость клеток очень незначительна по сравнению с устойчивостью цист, которые в течение- многих лет выносят высушивание и не подвергаются автолизу.

Чтобы закончить нашу характеристику, прибавим еще некоторые данные по физиологии этого штамма, касающиеся его отношения к органическим азотсодержащим питательным веществам. Более подробное изучение этого вопроса нуждается в более углубленных и обширных исследованиях.

Заразим серию конических колб, содержащих жидкие питательные среды следующего состава:

1)        100 мг пептона, растворенного в 30 мл солевого раствора с прибавлением СаС03.

2)        100 мг аспарагина, растворенного таким же способом.

3)        100 мг пептона и 0,2 мл этилового спирта, растворенные таким же способом.

Обильное заражение культурой, выращенной на этиловом спирте, в период ее-

интенсивного размножения.

Результат: никакого развития ни в одной из колб.

Таким образом, обнаружилось, что наш штамм не только оказался неспособным использовать внесенные в питательные среды азотсодержащие вещества, но присутствия пептона в количестве трех частей на 1000 было достаточно, чтобы парализовать его развитие за счет прибавленного в ту же среду этилового спирта — соединения, предпочитаемого им всем другим в качестве питания. Этот результат заслуживает быть подчеркнутым в такой категорической форме вследствие тех противоречивых взглядов, которые существуют относительно способности азотфиксаторов к де- заминированию протеинов, а также аминных и амидных соединений.

Резюме.

Видовые признаки местных и голландских штаммов совершенно одинаковы.

Овальная форма клеток и их средние размеры 3,5 X 2,5 \l отмечаются одинаково для обоих случаев.

Продолжительная и интенсивная подвижность клеток свойственна и тем и другим штаммам.

Точно так же их культуры за исключением индивидуальных отклонений от общего типа с самого начала своего развития и до конца не претерпевают возрастных изменений, если не считать немного большего размера клеток, прекративших свое размножение.

Несмотря на все разнообразие условий, при которых проводились опыты, у этих штаммов нельзя было обнаружить покоящихся форм, которые

было бы возможно по их структуре и функции сравнить с цистами Azotobacter vinelandii.

Предпочтительным энергетическим веществом для культур является этиловый спирт.

Второе место занимают бутиловый спирт, уксусно- и маслянокислый кальций. При культивировании на этих питательных веществах морфологические особенности и характер развития культур не изменяются.

Глюкоза даже в слабых концентрациях вызывает почкование. При высоких дозировках, а именно на агаре с прибавлением 2% глюкозы почкование усиливается, появляются уродливые формы и культура приобретает ненормальный вид.

Маннит непригоден для развития этого вида азотобактера. Все четыре штамма на нем не растут. То же самое относится к бензойнокислому кальцию.

Азотсодержащих органических веществ исследованные штаммы не переносят. Повидимому, этот вид микроба особенно чувствителен к их воздействию.

Кроме перечисленных ясно выраженных признаков, которые пригодны для детальной диагностики всего рода, некоторые наблюдаемые особенности второстепенного значения позволяют различать между собой и отдельные штаммы. Таков, например, необычный способ деления одного из местных штаммов; но особенно варьирует у разных штаммов их способность к пигментации, оставаясь, однако, довольно устойчивой в пределах одного определенного штамма. Так, один из голландских штаммов образует зеленый флуоресцирующий пигмент, в то время как другой не образует никакого. Два же местных штамма окрашивают жидкую среду в золотисто-желтый цвет, не вызывая зеленой флуоресценции.

На основании всего сказанного можно придти к заключению, что существует большая разница в смысле морфологических особенностей между Azotobacter vinelandii и только что описанным видом этого микроба. Но все же их разделяют не столько признаки, касающиеся формы или подвижности клеток, сколько совершенно различный цикл развития: у вида, называемого Az. agilis, не наблюдается никаких возрастных изменений, нет карликовых клеток и отсутствует иицистирование. Между тем, покоящаяся стадия, циста, является признаком, общим для всех трех хорошо изученных видов азотобактера; с ботанической точки зрения этот признак должен был бы считаться основным для рода, и лишь в силу длительной привычки до сих пор относят к тому же роду виды, не образующие покоящихся форм. С другой стороны, несомненно, что вид Az. agilis близок к монадам, может быть, более чем какой-либо другой вид бактерий. Поэтому мы считаем, что для того чтобы не смешивать этот микроорганизм с типичным родом настоящего азотобактера, следует присвоить ему родовое имя Azomonas, имя, которое, с одной стороны, напоминает о способности этого микроба к фиксации азота, с другой же, указывает на черты, сближающие его с монадами. Такое разделение представляется нам тем более желательным, что, как мы думаем, в данном случае дело касается целой группы микроорганизмов, еще мало изученной, в чем можно будет убедиться, применяя нашу методику выделения (см. следующий раздел).

К содержанию книги: Сергей Николаевич ВИНОГРАДСКИЙ - МИКРОБИОЛОГИЯ ПОЧВЫ. ПРОБЛЕМЫ И МЕТОДЫ