Влияние на азотните източници върху развитието на биофилмите на щамове Bacillus subtilis и Escherichia coli К-12

Иво Ганчев

Abstract: Bacillus subtilis е грам-положителна бактерия, която се отличава със способността да се диференцира до метаболитно неактивни спори, които са силно устойчиви към неблагоприятните фактори на околната среда. Канибализмът е механизъм за забавяне на спорообразуването при щамове Bacillus subtilis. В естествените местообитания щамове Bacillus subtilis встъпват в конкурентни взаимоотношения с други микробни видове при недостиг на хранителни вещества в средата. Сведенията за взаимодействието им с други микробни щамове от състава на ризосферния слой на почвата при наличие на различни азотни източници вследствие на органичното натоварване остават оскъдни в литературата. Лизираните клетки отделят хранителни вещества, които служат като хранителен източник, като забавят образуването на спори. Субпопулацията на клетки, в която са експресирани гените за канибалните протеини, проявява склонност към синтеза на извънклетъчен матрикс катo част от структурата на биофилмите. Това проучване демонстрира антагонистичната активност на щамове B. subtilis 170 и 168 спрямо E. coli K-12 в процеса на формиране на смесени биофилми. Образуваните биофилми чрез съвместно култивиране на щамове B. subtilis и E.coli K-12 бяха онагледени и анализирани с помощта на конфокална сканираща лазерна микроскопия. Тяхното формиране представлява сложен процес, който включва секреция на сърфактин, липопептиден антимикробен агент или супланцин или се явява резултат от протичането на механизма на канибализма. В настоящето изследване е установена антгонистична активност на щамове B. subtlis при съвместното им култивиране с щам E. coli K-12 при наличие на различни азотни източници в растежните среди като индуктори за образуването на канибалните протеини. Лизирането на клетките на щам E.coli K-12 се наблюдава при наличие на пептон, триптон и соев казеинов хидролизат в средата за култивиране на биофилмите. Тези азотни източници не индуцират формирането на спори от щамове B. subtilis 170 и 168 в структурата на смесените биофилми. Резултатите от проучването водят до заключението, че щамове B. subtilis оказват антагонистичен ефект спрямо E.coli при съвместното им развитие до биофилми, което служи като механизъм за преживяване на неблагоприятните условия на околната среда.

Keywords: антагонизъм; B. subtilis; канибализъм; конкуренция; E. coli K-12; смесени биофилми; спорообразуване

Date published: 2020-09-04