Перспективы использования цианобактерий Synechocystis sp. для оценки степени загрязненности водных объектов солями тяжелых металлов

Впервые получены данные о параметрах токсичности солей тяжелых металлов для цианобактерий Synechocystis sp. CALU 713 и РСС 6803. Показано, что изменения световых и температурных условий модифицируют чувствительность цианобактерий к токсическому действию солей тяжелых металлов. Токсичность солей тяжелых металлов определяется дозозависимым эффектом снижения скорости роста цианобактерий в инкубационной среде на водной основе. Изменения световых и температурных условий культивирования модифицируют чувствительность цианобактерий Synechocystis sp. к токсическому действию солей тяжелых металлов. Снижение температуры и освещенности в разной степени усиливает их токсический эффект. Установлено, что морфологические изменения цианобактерий, вызванные токсическим действием солей тяжелых металлов, носят неспецифический характер, независимо от штамма и вида исследованного токсиканта, проявляются изменением формы и размеров, в том числе делящихся клеток. На ультраструктурном уровне морфологические изменения клеток цианобактерий представлены изменением толщины и целостности пептидогликанового слоя клеточной стенки; повреждением внутриклеточных органелл, имеющих отношение к энергетическому обмену: расхождением тилакоидных мембран с образованием внутритилакоидных пространств; агглютинацией фикобилисом и накоплением полифосфатных гранул; волокнистым преобразованием нуклеоплазмы с потерей характерной зернистости. Наиболее чувствителен к токсическому действию солей тяжелых металлов и, соответственно, подходящий для использования в экспериментальной токсикологии — штамм Synechocystis sp. CALU 713. Цианобактерии Synechocystis sp. CALU 713 и РСС 6803 — перспективный тест-объект в экспериментальной токсикологии для оценки степени загрязненности водных объектов солями тяжелых металлов. Получены параметры токсичности солей тяжелых металлов (AgNO₃; 3CdSO₄•8H₂O; Hg(CH₃COO)₂; CuSO₄•5H₂O) для двух штаммов цианобактерий Synechocystis sp. В этих условиях выявлены морфологические изменения поверхности и ультраструктуры клеток Synechocystis sp.

1. Богачева А.С., Шилов В.В., Полозова Е.В. Токсичность соли кадмия для цианобактерий. В кн.: Чрезвычайные ситуации: организационные, эколого-гигиенические и эпидемиологические проблемы. Материалы XXXXIII научной конференции «Хлопинские чтения». СПб.; 2010: 140-3.

2. Куценко С.А. Основы токсикологии. СПб.: Фолиант; 2004.

3. Полозова Е.В., Богачева А.С., Шилов В.В., Салова Л.С. Исследование токсичности химических веществ с использованием биологических тестов (альтернативных методов). Вестник Российской военно-медицинской академии. 2008; (1): 23-7.

4. Другов Ю.С., Родин А.А. Анализ загрязненных биосред и пищевых продуктов. М.: Бином-Лаборатория знаний; 2007.

5. Еськов А.П. Токсикологические испытания. Альтернативные методы. Токсикологический вестник. 2003; (5): 25-9.

6. Красовский Г.Н. Проблема биотестирования в токсиколого-гигиенических исследованиях. Токсикологический вестник. 2005; (3): 29-34.

7. Баулина О.И. Ультраструктурная пластичность цианобактерий. В кн.: Всероссийский симпозиум «Автотрофные микроорганизмы». М.; 2005.

8. Бреховских А.А. Защитные механизмы автотрофной цианобактерии Nostoc muscorum от токсического воздействия ионов кадмия. М.: МГУ; 2006.

9. Гусев М.В. Микробиология. М.: Академия; 2003.

10. Заварзин Г.А. Бактериальная палеонтология. М.: ПИН РАН; 2002.

11. Нетрусов А.И. Микробиология. М.: Академия; 2006.

12. Громов Б.В. Ультраструктура сине-зеленых водорослей. Ленинград: Наука; 1976.