1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Почвоведение
  4. № 5, 2023

Почвоведение, 2023, № 5, стр. 654-663

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

Л. В. Лысак a, *, С. А. Шоба a, Т. В. Прокофьева a, А. М. Глушакова a, b, Н. В. Гончаров a, А. А. Белов a

a МГУ им. М.В. Ломоносова
119991 Москва, Ленинские горы, 1, Россия

b НИИ вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова
105064 Москва, Малый Казенный пер., 5а, Россия

* E-mail: lvlysak@mail.ru

Поступила в редакцию 19.10.2022
После доработки 30.12.2022
Принята к публикации 30.12.2022

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.

Ключевые слова: урбанозем (Urbic Technosol), реплантозем (Urbic Technosol), численность бактерий, ДНК-метабаркодинг, санитарное-состояние почв, экологические функции почв, атмосферный пылеаэрозоль

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 материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Почвоведение

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал