Настоящее исследование посвящено количественной и качественной оценке микробной ассоциации дождевого червя и прилегающей почвы в естественных и урбанизированных экосистемах. В образцах почвы и содержимого кишечника дождевых червей мы идентифицировали микроорганизмы рода Bacillus, Acinetobacter, Pseudomonas, Aeromonas, Enterococcus, актиномицеты и мицелиальные грибы. Установлено, что качественный и количественный состав микрофлоры. Общее количество микроорганизмов в кишечнике дождевых червей было выше, чем в прилегающих почвах. Выявлена более низкая антибиотикорезистентность микроорганизмов кишечника дождевых червей, по сравнению с микрофлорой прилегающей почвы.
Ключевые слова: естественные и урбанизированные почвы, дождевые черви, микроорганизмы, антибиотикорезистентность
Введение
Дождевые черви относятся к животным, жизнедеятельность которых играет ключевую роль в формировании микробных сообществ почв. Они мигрируют на глубину 1,5–2,0 м, перемешивая слои почвы и содействуя её аэрации [1]. Дождевые черви положительно влияют на формирование структуры почвы, химию и биологию почвы [2, 3].
Поскольку в кишечнике дождевых червей формируется особый микробиом, влияющий и на почвенную микрофлору, то он может играть важную роль как в снижении устойчивости микроорганизмов к антибиотикам, так и в распространении антибиотикорезистентных микроорганизмов. Имеются данные о том, что дождевые черви, разрушая и минерализуя органические вещества в почве, могут влиять на гены устойчивости к антибиотикам [4].
Объекты и методы исследования
Объектами исследования послужили дождевые черви из различных районов города Калуги (n = 20) и дождевые черви из луговых и лесных массивов за городской чертой (n = 20). Отбор образцов почвы и их бактериологическое исследование осуществляли в соответствии с ГОСТ 17.4.4.02–2017 «Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа» и Методическими рекомендациями «Методы контроля. Биологические и микробиологические факторы. Методы микробиологического контроля почвы» от 24.12.2004. Выделенные из образцов бактерии идентифицировали стандартными микробиологическими методами на основании их морфологических и биохимических характеристик.
Определение чувствительности бактерий к антибиотикам осуществляли диффузионным методом с использованием дисков, пропитанных антибиотиками (табл. 1).
Таблица 1
Перечень использованных антибиотиков
|
№ п/п |
Наименование |
Концентрация |
Обозначение |
|
1 |
Оксациллин |
10 мкг |
ОКС |
|
2 |
Кларитромицин |
15 мкг |
KTM |
|
3 |
Бензилпенициллин |
10 ед. |
ПЕН |
|
4 |
Ципрофлоксацин |
30 мкг |
ЦОС |
|
5 |
Новобиоцин |
5 мкг |
НБ |
|
6 |
Доксициклин |
30 мкг |
ДОК |
|
7 |
Левофлоксацин |
5 мкг |
ЛФЦ |
|
8 |
Фосфомицин |
200 мкг |
ФОС |
|
9 |
Олеандомицин |
15 мкг |
ОЛЕ |
|
10 |
Неомицин |
30 мкг |
НЕО |
|
11 |
Тетрациклин |
30 мкг |
TET |
|
12 |
Ампициллин |
10 мкг |
AMP |
|
13 |
Левомицетин |
30 мкг |
ЛЕВ |
|
14 |
Линкомицин |
15 мкг |
ЛИН |
Статистическую обработку результатов исследования проводили с использованием классических методов математической статистики и табличного процессора Microsoft Excel.
Результаты исследования
Общее количество микроорганизмов в кишечнике дождевых червей было больше, чем в прилегающих почвах, что соотносится с результатами исследований других авторов [5, 6]. Причем общее количество микрофлоры и в кишечнике дождевых червей и в прилегающей почве было больше в естественных экосистемах, чем в городской среде (рис. 1).
Рис. 1. Общее количество микроорганизмов в кишечнике дождевых червей и прилегающей почве
Установлено, что бактерии, живущие в кишечнике дождевых червей, обладают меньшей устойчивостью к антибиотикам, чем микроорганизмы в прилегающей почве (рис. 2). Причем в урбанизированных почвах количество антибиотикорезистентных микроорганизмов было больше, чем в естественных экосистемах.
Рис. 2. Устойчивость к антибиотикам микроорганизмов, выделенных из почвы и кишечника дождевых червей
Наибольшей устойчивостью выделенные микроорганизмы обладали в отношении бензилпенициллина, олеандомицина, линкомицина, оксациллина, кларитомицина, тетрациклина.
Выводы
- Наибольшей устойчивостью выделенные микроорганизмы обладают в отношении бензилпенициллина, олеандомицина, линкомицина, оксациллина, кларитомицина, тетрациклина.
- Выявлена потенциальная роль дождевых червей в снижении устойчивости к антибиотикам почвенных микроорганизмов.
Литература:
- Лыков И. Н., Шестакова Г. А. Микроорганизмы: Биология и экология. — Калуга. Изд-во «СерНа». 2014 г. 451 с.
- B. Govindarajan, V. Prabaharan. Gut microflora of earthworms: a review // American Journal of Biological and Pharmaceutical Research. — 2014. — V. 1(3). — P. 125–130.
- Thakuria D., Schmidt O., Finan D. Gut wall bacteria of earthworms: a natural selection process // ISME J. — 2010. — No. 4. — Р. 357–366. https://doi.org/10.1038/ismej.2009.124.
- Kelsen Ju. R., Wu G. D. The gut microbiota, environment and diseases of modern society // Gut Microbes. — 2012. — V. 3(4). — Р. 374–382. doi: 10.4161/gmic.21333
- Medina-Sauza R. M., Álvarez-Jiménez M., Delhal A., Reverchon F., Blouin M., Guerrero-Analco J. A., Cerdán C. R., Guevara R., Villain L., Barois I. Earthworms building up soil microbiota, a review // Environ. Sci. — 2019 https://doi.org/10.3389/fenvs.2019.00081
- Suna M., Chao H., Zheng X., Deng Sh., Yec M., Hua F. Ecological role of earthworm intestinal bacteria in terrestrial environments: а review // Science of the total environment — 2020. — V. 740. https:// doi.org/ 10.1016/ j.scitotenv. 2020. 140008.
