СРАВНЕНИЕ МИКРОБИОМОВ ДВУХ РАЗНЫХ ЭКОТИПОВ ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ ЗОНЫ ОТЧУЖДЕНИЯ: ПУНКТОВ ВРЕМЕННОЙ ЛОКАЛИЗАЦИИ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ (ПВЛРО) И ЗАГРЯЗНЕННЫХ ЭКОСИСТЕМ

Рубан Ю. В., Шаванова К. Е., Самофалова Д. О., Никонов С. Б., Паренюк О. Ю.

ГИГИЕНА И ЭКОЛОГИЯ

Научная статья.

Пункты временной локализации радиоактивных отходов (ПВЛРО) – территории, прилегающие к Чернобыльской АЭС, на которых в ходе первоочередных мер по ликвидации аварии создавались траншеи и бурты для локализации радиоактивных отходов. Целью представленной работы было сравнить структуру микробных сообществ на ПВЛРО и загрязненных радионуклидами территорий. Наибольшее количество последовательностей (относительное количество > 1%) в образцах как с ПВЛРО, так и с экосистем загрязненных радионуклидами, наблюдалась у представителей отделов: Proteobacteria, Actinobacteria, Acidobacteria, Planctomycetes, Verrucomicrobia, Gemmatimonadetes, Chloroflexi и Bacteroidetes. Доминирующими представителями порядка (относительное количество > 5%) были: Rhizobiales, Rhodospirillales, Actinomycetales, Solirubrobacterales, Acidimicrobiales Acidobacteriales, Solibacterales и Ellin6513. Согласно индексу Шеннона и Симпсона, образцом с наибольшим биоразнообразием оказался почву, отобранный с поверхности траншеи в «Рыжем лесу». Наименьший индекс Chao1 и, соответственно, самые индексы Шеннона и Симпсона имел почву, отобранный также в «Рыжем лесу», но на территории вне траншеей. При сравнении двух представленных экотипов было замечено принципиальное отличие в количестве представителей отдела Proteobacteria, в сторону Actinobacteria, и Acidobacteria. Также образцы отобраны из территории траншеи «Рыжего леса» имели большое количество представителей почвенной микрофлоры на уровне вида. Так что можно сделать вывод, о наличии процессов формирования экосистемы. В частности, на них влияют высокие поглощенные дозы и дополнительное питание, представленное радионуклидным загрязнением и остатками древесины.

микробиом, радионуклиды, зона отчуждения Чернобыльской АЭС, микроорганизмы.

1. Grimm V, Wissel C. Babel, or the ecological stability discussions: An inventory and analysis of terminology and a guide for avoiding confusion [Internet]. 1997;109:323-34. Available from: https://link.springer.com/article/10.1007/s004420050090
2. Allison G. The influence of species diversity and stress intensity on community resistance and resilience. Ecol Monogr [Internet]. 2004 Jan 1;74(1):117-34. Available from: http://doi.wiley.com/10.1890/02-0681
3. Taormina B, Bald J, Want A, Thouzeau G, Lejart M, Desroy N, et al. A review of potential impacts of submarine power cables on the marine environment: Knowledge gaps, recommendations and future directions. Renewable and Sustainable Energy Reviews. Elsevier Ltd. 2018;96:380-91. Available from: https://doi.org/10.1016/j.rser.2018.07.026
4. Gosset A, Ferro Y, Durrieu C. Methods for evaluating the pollution impact of urban wet weather discharges on biocenosis: A review. Water Research. Elsevier Ltd. 2016;89:330-54. Available from: https://doi.org/10.1016/j.watres.2015.11.020
5. Luo C, Rodriguez-R LM, Johnston ER, Wu L, Cheng L, Xue K, et al. Soil microbial community responses to a decade of warming as revealed by comparative metagenomics. Appl Environ Microbiol. 2014 Mar;80(5):1777-86. DOI: 10.1128/AEM.03712-13
6. Derzhavna inspektsiia yadernoho rehuliuvannia Ukrainy [Internet]. Dostupno: http://www.snrc.gov.ua/nuclear/uk/publish/article/329651 [in Ukrainian].
7. Paskevich S. Red forest: description of radioactive dead ecosystem Chernobyl, Pripyat, ChNPP exclusion zone [Internet]. Available from: http://chornobyl.in.ua/en/red-forest-in-chernobyl-zone.html
8. Gudkov ІM. Radiobiolohiia. 2016. 485 s. [in Ukrainian].
9. Richardson AE, Barea JM, McNeill AM, Prigent-Combaret C. Acquisition of phosphorus and nitrogen in the rhizosphere and plant growth promotion by microorganisms [Internet]. Plant and Soil. Springer. 2009;321:305-39. Available from: https://link.springer.com/article/10.1007/ s11104-009-9895-2
10. Jacoby R, Peukert M, Succurro A, Koprivova A, Kopriva S. The role of soil microorganisms in plant mineral nutrition – current knowledge and future directions. Front Plant Sci [Internet]. 2017 Sep 19;8. Available from: /pmc/articles/PMC5610682/?report=abstract
11. Mendes R, Garbeva P, Raaijmakers JM. The rhizosphere microbiome: Significance of plant beneficial, plant pathogenic, and human pathogenic microorganisms [Internet]. FEMS Microbiology Reviews. 2013;37:634-63. Available from: https://pubmed.ncbi.nlm.nih. gov/23790204/
12. Gerhard F, redactor. Metody obshhej bakteriologii. Moskva: Mir; 1983. 536 s. [in Russian].
13. Kashparov VA, Lundin SM, Homutinin JuV, Novinskij SP, Levchuk SE, Joshhenko VI, i dr. Radioaktivnoe zagrjaznenie 30-km zony ChAES. 1999. [in Russian].
14. Sagova-Mareckova M, Cermak L, Novotna J, Plhackova K, Forstova J, Kopecky J. Innovative methods for soil DNA purification tested in soils with widely differing characteristics. Appl Environ Microbiol. 2008 May;74(9):2902-7.
15. Algina J, Olejnik S. Conducting power analyses for ANOVA and ANCOVA in between-subjects designs. Eval Health Prof. 2003 Sep;26(3):288-314. Available from: https://doi.org/10.1177/0163278703255248
16. The international Chernobyl project technical report assessment of radiological consequences and evaluation of protective measures report by an international advisory committee. Vienna; 1991. Available from: https://www-pub.iaea.org/MTCD/publications/PDF/Pub885e_ web.pdf
17. Oksanen J, Blanchet FG, Friendly M, Kindt R, Legendre P, Mcglinn D, et al. Package «vegan» Title Community Ecology Package. 2019.
18. Kashparov V, Levchuk S, Zhurba M, Protsak V, Khomutinin Y, Beresford NA, et al. Spatial datasets of radionuclide contamination in the Ukrainian Chernobyl Exclusion Zone. Earth Syst Sci Data [Internet]. 2018 Feb 26;10(1):339-53. Available from: https://essd.copernicus. org/articles/10/339/2018/
19. Kashparov V, Yoschenko V, Levchuk S, Bugai D, Van Meir N, Simonucci C, et al. Radionuclide migration in the experimental polygon of the Red Forest waste site in the Chernobyl zone – Part 1: Characterization of the waste trench, fuel particle transformation processes in soils, biogenic fluxes and effects on biota. Appl Geochemistry. 2012 Jul 1;27(7):1348-58. Available from: https://doi.org/10.1016/j. apgeochem.2011.11.004
20. Pareniuk OJ, Moshynets OV, Tytova LV, Levchuk SE. Yakisnyǐ sklad dominuiuchykh form mikroorhanizmiv, vydilenykh z zabrudnenykh radionuklidamy gruntiv, ta ikh zdatnist′ do akumuliatsii 137Cs. Microbiol J. 2013;75(1):33-40. [in Ukrainian].
21. Bhatti AA, Haq S, Bhat RA. Actinomycetes benefaction role in soil and plant health. Microb Pathog [Internet]. 2017 Oct 1;111:458-67. Available from: https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0882401017305880
22. Kielak AM, Barreto CC, Kowalchuk GA, van Veen JA, Kuramae EE. The ecology of Acidobacteria: Moving beyond genes and genomes [Internet]. Frontiers in Microbiology. 2016;7. Available from: /pmc/articles/PMC4885859/?report=abstract
23. Pielou EC. Ecological Diversity [Internet]. New York: John Wiley and Sons; 1975. 165 p. Available from: http://www.sciepub.com/ reference/151613
24. Pareniuk O, Simutin I, Samofalova D. Vyznachennia osnovnykh metryk riznomanittia mikrobiomiv zabrudnenykh radionuklidamy hruntiv. Bìoresursi ì Prir [Internet]. 2018 Dec 29;10(5-6):77-81. Dostupno: https://doi.org/10.31548/bio2018.05.010 [in Ukrainian].
25. Dong X, Lv L, Wang W, Liu Y, Yin C, Xu Q, et al. Differences in Distribution of Potassium-Solubilizing Bacteria in Forest and Plantation Soils in Myanmar. Int J Environ Res Public Health. 2019 Feb;16(5):700. Available from: https://doi.org/10.3390/ijerph16050700
26. Epelde L, Lanzén A, Martín I, Virgel S, Mijangos I, Besga G, et al. The microbiota of technosols resembles that of a nearby forest soil three years after their establishment. Chemosphere. 2019 Apr;220:600-10. Available from: https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2018.12.164
27. Theodorakopoulos N, Février L, Barakat M, Ortet P, Christen R, Piette L, et al. Soil prokaryotic communities in Chernobyl waste disposal trench T22 are modulated by organic matter and radionuclide contamination. FEMS Microbiol Ecol. 2017 Aug;93(8). Available from: https:// doi.org/10.1093/femsec/fix079
28. Chapon V, Piette L, Vesvres M-H, Coppin F, Marrec C Le, Christen R, et al. Microbial diversity in contaminated soils along the T22 trench of the Chernobyl experimental platform. Appl Geochemistry [Internet]. 2012 Jul;27(7):1375-83. Available from: https://doi.org/10.1016/j. apgeochem.2011.08.011

«Вестник проблем биологии и медицины» Выпуск 3 (157), 2020 год, 83-88 страницы, код УДК 57.083.18::579.262:504.054::620.267

10.29254/2077-4214-2020-3-157-83-88