Целью данной работы являлась оценка возможности применения метода анализа фосфо-липидных жирных кислот в составе липидов клеточных мембран почвенных микроорганизмов для мо- ниторинга состояния почв в процессе восстановления. Экспериментальная часть заключалась в определении фосфолипидных жирных кислот (ФЛЖК), включающая экстракцию фосфолипидов органическими растворителями, выделение липидной фракции с помощью полярных силикатных колонок, получение метиловых эфиров жирных кислот путем щелочного метанолиза и анализа содержания ФЛЖК методом газовой хроматографии. Идентификация микроорганизмов осуществлялась на основании оценки полученных экспериментальных результатов, представляющих собой совокупность пиков хроматограммы. Воздействие стрессовых факторов на микроорганизмы определяют по наличию цис-транс-изомерии или циклов из трех атомов углерода на концах радикалов фосфолипидных жирных кислот. С целью проверки объективности результатов, полученных с помощью предлагаемого метода анализа микроорганизмов, в данной работе использовался также традиционный метод контроля почвенных микроорганизмов на основании активности их ферментов - глюкозидаз, протеаз, арилсульфатаз, фосфатаз. Полученные данные свидетельствуют о наличии жизнеспособных почвенных микроорганизмов. Однако их количество не соответствует контрольным пробам, что говорит о незавершении процессов восстановления. Результаты идентификации демонстрируют доминирование грамотрицательных (Гр-) бактерий в контрольных пробах в сравнении с пробами в условиях естественного восстановления. При этом в процессе естественного восстановления в почве обнаружено большее количество грибов. Согласно полученным данным, наибольшее количество цис-изомеров и значение циклизации фосфолипидных жирных кислот характерны для микроорганизмов в контрольных пробах, что может быть обусловлено истощением субстрата при использовании почвы в сельскохозяйственных целях. Экспериментальные данные, полученные в ходе данной работы, позволяют предложить использование процедуры анализа фосфолипидных жирных кислот в составе липидов клеточных мембран как самостоятельный метод для проведения биологического мониторинга экосистем.
The purpose of this work was to assess the possibility of applying the method of phospholipid fatty acid analysis in the composition of lipids of cell membranes of soil microorganisms for monitoring the state of the soil in the process of recovery. The experimental part consisted in a determination of phospholipid fatty acids (FFA), including extraction of phospholipids with organic solvents, extraction of the lipid fraction using polar silicate columns, preparation of methyl esters of fatty acids by alkaline methanolysis and analysis of the content of FFA with gas chromatography. The identification of microorganisms was carried out on the basis of an evaluation of the experimental results obtained, which are represented by a combination of chromatogram peaks. The impact of stress factors on microorganisms is determined by the presence of cis-trans-isomerism or cycles of three carbon atoms at the ends of phospholipid fatty acid radicals. In order to verify the objectivity of the results obtained using the proposed method for analysing microorganisms, this work also used the traditional method of controlling soil microorganisms based on the activity of their enzymes - glucosidases, proteases, arylsulphatases and phosphatases. The data obtained indicate the presence of viable soil microorganisms; however, their number does not match the control samples, indicating a failure of the recovery process. The identification results demonstrate the dominance of Gram-negative (Gr-) bacteria in the control samples in comparison with the samples in conditions of natural recovery. At the same time, in the process of natural restoration, a greater quantity of fungi was found in the soil. According to the data obtained, the largest amounts of cis - isomers and the value of cyclisation of phospholipid fatty acids are characteristic of microorganisms in the control samples, which may be due to the depletion of the substrate when using the soil for agricultural purposes. The experimental data obtained in the course of this work allow us to propose the procedure as an independent method for conducting biological monitoring of ecosystems when analysing phospholipid fatty acids in the composition of cell membrane lipids.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.