к.б.н. Дзюба Е.В., Суханова Е.В., к.б.н. Деникина Н.Н., к.б.н. Белькова Н.Л.

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Лимнологический институт Сибирского отделения Российской академии наук, Россия

ТАКСОНОМИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ интестинальной МИКРОФЛОРЫ БАЙКАЛЬСКОГО ОМУЛЯ

Известно, что рыбы имеют специфичную интестинальную микрофлору, состоящую из аэробных, факультативно-анаэробных и облигатных анаэробных бактерий, которая может быть классифицирована как автохтонная или собственная (микроорганизмы, колонизирующие эпителий кишечника хозяина), и аллохтонная или транзиторная. Состав автохтонной микрофлоры высших позвоночных видоспецифичен и относительно стабилен. В процессе эволюции и адаптации к конкретным условиям обитания у большинства животных сформировался симбиоз с определенными видами бактерий, часть из которых может принимать участие в процессах пищеварения. Очевидно, что структура и состав микробиоценозов интестинальной микрофлоры зависит от экологических условий местообитания рыб. Байкальский омуль Coregonus migratorius – ценный промысловый вид озера Байкал, представлен тремя морфоэкологическими группами (МЭГ): пелагической, прибрежной и придонно-глубоководной [1]. В зимне-весенний период омуль всех МЭГ обитает в придонных слоях воды и питается макрогектопусом (Macrohectopus branickii), молодью рыб, донными амфиподами и др. [1; 2]. В летне-осенний период основой питания рыб является: у омуля пелагической МЭГ – эпишура (Epishura baicalensis), у придонно-глубоководной – макрогектопус, у прибрежной – эпишура, макрогектопус и молодь бычковых рыб [2].

Целью работы являлось исследование таксономического разнообразия интестинальной микрофлоры байкальского омуля различных морфоэкологических групп в связи с особенностями их экологии.

Сборы материалов по акватории озера Байкал проводили в мае и сентябре 2011 г. Рыб отлавливали разноглубинным тралом РК-15/30. Ввиду того, что для молекулярно-генетических исследований брали фрагменты кишечника вместе с содержимым, спектр детектируемых групп микроорганизмов отражает экологические особенности обитания и питания рыб. Разнообразие доминирующих генотипов бактерий изучали методом амплификации, клонирования и секвенирования фрагментов гена 16S рРНК. Структуру микробных сообществ интестинальной микрофлоры взрослых особей байкальского омуля трех МЭГ исследовали с помощью групп-специфичной ПЦР. В работе использованы праймеры, специфичные на крупные бактериальные филы домена Bacteria: Proteobacteria (классы Alpha, Beta, Gamma), Actinobacteria, Bacteroidetes, Cyanobacteria, Firmicutes, Planctomycetes и Spirochaetes.

По результатам анализа полученных нуклеотидных последовательностей установлено, что в интестинальной микрофлоре байкальского омуля доминируют представители трех фил бактерий: Proteobacteria, Bacteroidetes и Actinobacteria, среди которых определены представители аллохтонной и автохтонной микрофлоры. К аллохтонной отнесены строгие аэробы, представители филы Proteobacteria: Comamonas, Pseudomonas, Pseudoalteromonas, Quatrionicoccus, Stenotrophomonas, некультивируемые бактерии сем. Chitinophagaceae и Rubrobacteraceae, широко распространенные в водных экосистемах. Состав собственной микрофлоры байкальского омуля включает представителей родов Enterobacter, Pseudomonas и Salmonella, среди которых преимущественно описаны факультативные и облигатные анаэробы, являющиеся типичными представителями кишечной микрофлоры гомойотермных и пойкилотермных животных.

Групп-специфичная ПЦР не выявила особенных отличий в структуре микробных сообществ интестинальной микрофлоры байкальского омуля трех МЭГ в весенний период. Детектированы таксономические группы Proteobacteria (классы Alpha и Beta), Actinobacteria, Bacteroidetes, Planctomycetes и Firmicutes. В осенний период у рыб прибрежной МЭГ сохраняется такой же широкий спектр таксонов, в то время как у байкальского омуля придонно-глубоководной МЭГ разнообразие существенно ниже (Alphaproteobacteria, Planctomycetes и Firmicutes). Известно, что наиболее заметно выражены сезонные изменения в питании байкальского омуля, который обитает в прибрежной зоне озера, где абиотические условия среды (температура, прозрачность и др.) очень изменчивы, вследствие чего меняется состав кормовой базы. В летне-осенний период в пищевом спектре прибрежного омуля отмечаются кладоцеры, донные амфиподы, моллюски [1]. Придонно-глубоководный омуль в течение всего года обитает на значительных глубинах, где условия среды более стабильны. В его рационе сезонные изменения выражены незначительно.

Микроорганизмы в ассоциациях, в том числе в составе кишечной микрофлоры, формируют устойчивые сообщества, способные существовать неопределенно долго за счет поступающей извне энергии. Постоянство поступающих питательных компонентов предполагает развитие кооперации или специализации среди микроорганизмов, уменьшение конкуренции за питательные ресурсы, следовательно, уменьшение числа таксономических единиц в микробном сообществе, как это наблюдается в составе кишечной микрофлоры омуля придонно-глубоководной МЭГ. Переход макроорганизма на другой тип питания сопровождается изменением пищевого спектра, появлением новых пищевых компонентов и, как следствие, увеличением разнообразия микроорганизмов, это подтверждается результатами анализа интестинальной микрофлоры осенних популяций омуля прибрежной и придонно-глубоководной МЭГ.

Работа выполнена в рамках программы РАН №30, подпрограммы 1, проект 30.13.

Литература:

1. Волерман И. Б. Биологические сообщества рыб и нерпы в Байкале / И. Б. Волерман, В. В. Конторин. – Новосибирск : Изд-во СО АН СССР, 1983. – 248 с.

2. Гурова Л. А., Пастухов В.Д. Питание и пищевые взаимоотношения пелагических рыб и нерпы Байкала / Л. А. Гурова, В. Д. Пастухов. – Новосибирск : Наука. Сиб. отд-ние, 1974. – 186 с.