РАЗРАБОТКА  МЕТОДА  БИОТЕСТИРОВАНИЯ, ОСНОВАННОГО  НА  СОРБЦИИ  ТЯЖЕЛЫХ  МЕТАЛЛОВ  ДРОЖЖАМИ  SACCHAROMYCES  CEREVISIAE

Захаров  Евгений  Викторович

студент  4  курса,  кафедра  биотехнология  ВСГУТУ,  г.  Улан-Удэ.

E-mail: 

Стом  Дэвард  Иосифович

научный  руководитель,  доктор  биол.  наук,  проф.  ИГУ,  г.  Иркутск

Сультимова  Татьяна  Доржиевна

научный  руководитель,  канд.  биол.  наук,  ст.  преп.,  ВСГУТУ,  г.  Улан-Удэ

Метод  анализа,  заключающийся  в  определении  действия  токсикантов  на  специально  выбранные  организмы,  в  стандартных  условиях  с  регистрацией  различных  поведенческих,  физиологических  или  биохимических  показателей.  Биотестирование  широко  применяется  для  контроля  качества  природных  и  токсичности  сточных  вод,  при  проведении  экологической  экспертизы  новых  технологий  очистки  стоков,  при  обосновании  нормативов  предельно  допустимых  концентраций  загрязняющих  компонентов  [1].

Цель  работы  состояла  в  том,  чтобы  изучить  адсорбцию  токсикантов  (тяжелых  металлов)  дрожжевой  биомассой  Saccharomyces  cerevisiae.

В  качестве  токсических  веществ  использовали  растворы  солей  тяжелых  металлов  в  концентрации  0,5  мг/л,  0,05  мг/л,  0,005  мг/л,  0,0005  мг/л,  уксуснокислый  свинец  (Pb(CH₃COO)₂),  бихромат  калия  (K₂Cr₂O₇),  хлорид  кобальта  (CoCl₂),  хлорид  кадмия  (CdCl₂),  хлорид  ртути  (HgСl₂),  сульфат  цинка  (ZnSO₄).

Методы  исследования.

В  эксперименте  использовали  метод  сорбции  солей  тяжелых  металлов  дрожжами  Saccharomyces  cerevisiae.  К  50  г  сухих  пекарских  дрожжей  добавляли  растворы  исследуемых  солей  тяжелых  металлов,  затем  оставляли  на  1,  3  и  24  часа.  После  истечения  времени,  суспензию  дрожжей  с  металлами,  отфильтровывали  от  дрожжей  и  в  чистые  растворы,  предположительно  со  сниженной  концентрацией,  помещали  биотесты  (инфузории  Paramecium  caudatu,  дафнии  Semacephalus  vetulus  и  амфиподы  байкальские  Eulimnogammarus  vitatus  ) 

Использовали  метод  определения  токсичности  солей  тяжелых  металлов  с  дрожжами  Saccharomyces  cerevisiae,  по  смертности  инфузорий  Paramecium  caudatum.  Инфузории  по  10  штук  в  10  мкл  помещали  в  лунки  залитые  исследуемыми  растворами  объемом  100  мкл,  на  24  часа  оставляли  при  комнатной  температуре  для  адаптации.  По  истечение  суток,  вели  подсчет,  выживших  особей  [2].

Рисунок  1.  Зависимость  смертности  инфузорий  Paramecium  caudatum  от  времени  обработки  дрожжевой  биомассой  Saccharomyces  cerevisiae

На  рисунке  1  показана  зависимость  смертности  инфузорий  Paramecium  caudatum,  от  времени  сорбции  токсикантов  ((Pb(CH₃COO)₂),  (K₂Cr₂O₇),  (CoCl₂),  (CdCl₂),  (HgСl₂),  (ZnSO₄))  дрожжами  Saccharomyces  cerevisiae,на  которой  видно,  что  при  увеличении  времени  сорбции  токсикантов  дрожжами,  смертность  инфузорий  уменьшается.

Для  определения  токсичности  вод  по  смертности  дафний  Semacephalus  vetulus  10  штук  помещали  в  колбы  с  исследуемыми  растворами  объемом  10  мл,  на  24  часа  оставляли  при  комнатной  температуре  для  адаптации.  По  истечение  суток,  вели  подсчет,  выживших  особей.

Рисунок  2.  Зависимость  смертности  дафний  Semacephalus  vetulus,  от  времени  сорбции  токсикантов

На  рисунке  2  показана  зависимость  смертности  дафний  Semacephalus  vetulus,  от  времени  сорбции  токсикантов  ((Pb(CH₃COO)₂),  (K₂Cr₂O₇),  (CoCl₂),  (CdCl₂),  (HgСl₂),  (ZnSO₄))  дрожжами  Saccharomyces  cererisiae,  из  которого  видно,  что  при  увеличении  времени  сорбции  токсикантов  дрожжами,  смертность  дафний  падает. 

В  эксперименте  использовали  метод  сорбции  солей  тяжелых  металлов  дрожжами  Saccharomyces  cerevisiae.  Бокоплавов  Eulimnogammarus  vitatus  в  количестве  10  штук  помещали  в  прямоугольные  емкости  объемом  300  мл  с  растворами  бензина,  дизельного  топлива  (летнее),  додецилсульфата  натрия  (ДСН).  Затем  помещали  на  10  мин  в  холодильную  камеру  (при  температуре  10ᵒС)  для  адаптации  в  условиях  естественной  среды,  потому  как  вода  в  озере  Байкал  имеет  среднюю  в  летний  период  температуру  10ᵒС.  По  истечении  времени  емкости  вынимали  и  оставляли  при  комнатной  температуре  до  тех  пор,  пока  они  становились  неподвижны.  Затем  половину  емкости  накрывали  непроницаемой  темной  тканью,  включали  источник  света  (настольная  лампа)  и  вели  отсчет  времени  реакции  на  свет  (убегания)  в  тень  (180  сек.)  50  и  100  %  от  количества  рачков.  После  проведения  эксперимента  емкости  возвращали  в  холодильную  камеру. 

Рисунок  3.  Методика  определение  скорости  реакции,  на  источник  света,  амфипод  байкальских  Eulimnogammarus  vitatus,в  растворе  уксуснокислого  свинца  (Pb(CH₃COO)₂)  концентрацией  0,05  мг/л.

На  рисунке  3  показана  зависимость  смертности  амфипод  байкальских  Eulimnogammarus  vitatus,  от  времени  сорбции  токсиканта  (Pb(CH₃COO)₂)  дрожжами  Saccharomyces  cerevisiae,  из  которого  видно,  что  при  увеличении  времени  сорбции  токсикантов  дрожжами,  смертность  амфипод  падает. 

Рисунок  4.  Методика  определение  скорости  реакции,  на  источник  света,  амфипод  байкальских  Eulimnogammarus  vitatus,  в  растворе  хлорида  кадмия  (CdCl₂)  концентрацией  0,05  мг/л.

На  рисунке  4  показана  зависимость  смертности  амфипод  байкальских  Eulimnogammarus  vitatus,  от  времени  сорбции  токсиканта  (CdCl₂)  дрожжами  Saccharomyces  cerevisiae,  из  которого  видно,  что  при  увеличении  времени  сорбции  токсикантов  дрожжами,  смертность  амфипод  падает.

Исходя  из  полученных  данных,  можно  сделать  вывод,  что  присутствие  дрожжевой  биомассы  в  растворах  тяжелых  металлов  значительно  уменьшало  их  губительное  действие  на  исследуемые  биообъекты,  что  подтверждает  теорию  о  сорбции  части  токсикантов  клетками  дрожжей.

Список  литературы:

1.Березин  И.В.  и  др.  Биотехнология:  Учеб.  пособие  для  вузов:  В  8  кн.  /  Под  ред.  Н.С.  Егорова,  В.Д.  Самуилова.  М.:  Высшая  школа.  1987.  —  159  с.

2.Виноходов  Д.О.  Научные  основы  биотестирования  с  использованием  инфузорий:  Автореф.  дис.  …  докт.  биол.  наук:  03.00.23  /  Д.О.  Виноходов;  С.-Петербургский  гос.  технологич.  институт  (технич.  ун-т).  СПб.,  2007.  —  40  с.