Введение
Глава 1. Обзор литературы 8
1.1. Подходы к изучению микроорганизмов в их естественных местах обитания.. 8
1.2. Требования к методам изучения микроорганизмов в их естественных местах обитания 10
1.3. Проблема оценки жизнеспособности клеток микроорганизмов в исследованиях 11
1.4. Применение методов световой микроскопии в изучении микроорганизмов in situ 12
1.5. Применение методов люминесцентной микроскопии в изучении микроорганизмов ex situ и in situ 14
1.6. Применение методов электронной микроскопии в изучении микроорганизмов ex situ и in situ 17
1.7. Применение молекулярно-биологических методов в изучении микроорганизмов in situ 19
1.8. Культуральные методы оценки микробной компоненты экосистем 20
1.9. Аналитические методы оценки микробной составляющей экосистем 22
1.10. Заключение обзора литературы 23
Экспериментальная часть 25
Глава 2. Материалы и методы 25
2.1. Объекты исследований 25
2.1.1. Керны льда из ледового щита Антарктиды над озером Восток 25
2.1.2. Осадочные многолетнемёрзлые породы 27
2.1.3. Нефтешламы Нижнекамского нефтехимического комбината 28
2.1.4. Гидротермальные источники Камчатки 29
2.2. Питательные среды, использованные для культивирования микроорганизмов 30
2.3. Микроорганизмы и условия их культивирования 32
2.4. Определение динамики роста культуры Bacillus subtilis : 32
2.5. Методы световой микроскопии 33
2.6. Методы электронной микроскопии 34
2.6.1. Методы препарирования и контрастирования материала 34
2.6.2. Определение элементного состава 35
2.6.3. Приготовление ультратонких срезов 37
2.6.4. Электронно-микроскопическая криофрактография 38
2.7. Молекулярно - биологические методы 39
2.7.1. Выделение хромосомной ДНК 39
2.7.2. Полимеразная цепная реакция (ПЦР) гена 16S рДНК 41
2.7.3. Электрофорез в агарозном геле 41
2.7.4. Очистка продукта ПЦР и определение количества ДНК 42
2.7.5. Определение нуклеотидной последовательности гена 16S рДНК 42
2.7.6. Создание библиотек клонов 42
2.7.7. Филогенетический анализ 43
2.8. Измерение интенсивностей процессов хемо- и фото-синтеза 43
2.9. Измерение физико-химических параметров 45
2.9.1. Определение окислительно-восстановительного потенциала 45
2.9.2. Определение газового состава гидротерм 45
2.9.3. Определение катионно-анионного состава гидротерм 45
Глава 3. CLASS Результаты и обсуждение CLASS 46
3.1. Разработка и применение метода экспресс-дифференциации биогенных/абиогенных микрообъектов 47
3.1.1. Обобщение литературных данных по элементному составу бактерий и расчёт области «биогенного» 47
3.1.2. Определение диапазонов содержания элементов в клетках с различным физиологическим состоянием 50
3.1.2.1 Изменение ультраструктуры и элементного состава в клетках Bacillus subtilis в цикле со спорообразованием 51
3.1.2.2. Изменение ультраструктуры и элементного состава в клетках Bacillus subtilis в цикле с формированием цистоподобных клеток 58
3.1.3. Анализ кернов атмосферного льда с ледникового щита Антарктиды над озером Восток на присутствие микробной компоненты 64
3.2. Модификация и применение метода низкотемпературного фракционирование микроорганизмов из образцов с большим содержанием минеральной компоненты 69
3.2.1. Модельное низкотемпературное фракционирование 70
3.2.2. Низкотемпературное фракционирование микроорганизмов из грунтов криолитозоны 71
3.2.2.1. Анализ ультратонких срезов и криосколов фракций клеток, полученных методом низкотемпературного фракционирования микроорганизмов 74
3.3. Разработка и применение метода субстратных агаровых каналов 79
3.4. Модификация и применение метода «микромонолитов» 96
3.4.1. Изучение структурно-функционального состояния бактерий в нефтешламовых «микромонолитах» 97
3.4.1.1. Выявление и исследование бактерии Kaistia adipata из нефтешламов 103
3.4.2. Изучение структурно-функционального состояния бактерий в циано-бактериальных обрастаниях и матах термальных источников ПО
3.4.2.1. Изучение структурно-функционального состояния бактерий в циано-бактериальном мате подножия гейзера Великан 111
3.4.2.2. Цитологическая и таксономическая характеристика циано-бактериальных сообществ гидротерм Восточного термального поля (Узон) 118
3.4.2.2.1. Характеристика микробной компоненты из источника О... 121
3.4.2.2.2. Характеристика микробной компоненты из источника Р... 129
3.4.2.2.3. Характеристика микробной компоненты из источника X... 132
3.4.2.2.4. Характеристика микробной компоненты из источника Л... 137
3.4.2.2.5. Характеристика микробной компоненты из источника П... 140
Заключение 144
Выводы 145
Библиографический список 146
Список условных сокращений 162
