УДК 58.071 
РОСТ РЯСКИ МАЛОЙ (LEMNA MINOR) В ПРИСУТСТВИИ МИКРООРГАНИЗМА SHEWANELLA ONEIDENSIS MR-1 И НЕКОТОРЫХ ТЯЖЁЛЫХ МЕТАЛЛОВ
О.А. Гасюк, Н.Н. Волченко, А.А. Самков, А.А. Худокормов
Кубанский государственный университет, Краснодар 
В настоящее время в результате воздействия человека на окружающую среду происходит ее сильное загрязнение различными поллютантами. Поэтому сейчас все активнее в процессах ремедиации используют различные живые организмы. В исследовании использовались Lemna minor как один из известных биоиндикаторов и аккумуляторов для тяжёлых металлов (ТМ) и Shewanella oneidensis MR-1, способная использовать ТМ в качестве акцептора электронов, переводя их в менее токсичное состояние. В результате эксперимента было получено, что что в присутствии шеванеллы губительное воздействие ТМ на ряску малую значительно снижается и хлороз листецов наблюдается только при концентрации 10мг/л синца и железа. Тогда как в отсутствии штамма хлороз был выявлен при всех концентрациях ТМ кроме самых минимальных (0,1 мг/л). 

В настоящее время планета страдает от сильной антропогенной нагрузки. Разнообразные поллютанты (пестициды, фосфаты, нитраты, углеводороды) постоянно и в различных количествах поступают в окружающую среду. Одними из основных загрязнителей, которые наносят серьёзный вред экологии являются тяжёлые металлы (ТМ). Они находятся на втором месте по степени опасности, уступая пестицидам и значительно опережая такие загрязнители, как радиоактивные металлы, углеводороды и нефтепродукты (Марабян, 2014).
Тяжёлые металлы относятся к группе рекальцитранных ксенобиотиков (Саловарова, 2007), то есть данные соединения практически не разлагаются в окружающей среде и имеют длительный период полураспада. Именно поэтому вопрос очистки среды от данных поллютантов как никогда актуален. 
Для процессов ремедиации и индикации загрязнителей в среде в настоящее время активно используются различные живые организмы, среди которых представлены различные бактерии, грибы, одноклеточные и многоклеточные водоросли, высшие растения и т.д. 
Среди высших растений наиболее часто в процессах биоиндикации и биоремедиации используются растения из рода Ряска. Данные растения встречаются почти во всех типах стоячих водоёмах, довольно неприхотливы, быстро размножаются вегетативным путём, являются довольно чувствительны даже к небольшим концентрациям загрязнителей и способны аккумулировать ионы ТМ из водной среды. Поэтому ряска является очень удобным объектом для изучения процессов ремедиации при помощи высших растений.
Так же в процессах биоремедиации все чаще используются различные виды бактерий, так как они имеют ряд преимуществ по сравнению с другими организмами. Бактерии обладают высоким катаболическим потенциалом, поэтому практически для любого поллютантов можно подобрать штамм-деструктор, к тому же бактерии характеризуются высокой скоростью размножения и имеют довольно простой генетический материал, который можно модифицировать и увеличить способность к разложению того или иного загрязнителя. 
Штамм Shewanella oneidensis MR-1 имеет высокий потенциал для использования в процессах биоремедиации, так как способен в анаэробных условиях использовать ТМ в качестве акцепторов электронов, тем самым переводя их в нерастворимое состояние и менее токсичную фазу. Так же          S. oneidensis MR-1 является электрогенным микроорганизмом и может использоваться для получения свободной энергии в микробных топливных элементах. 
Материалы и методы
В данном исследовании в качестве объекта исследования использовался вид водных растений Ряска малая (Lemna minor) и штамм S. oneidensis MR-1, полученный из ВКПМ (№ B-9861). В качестве поллютантов использовались следующие тяжёлые металлы – Fe2+ и Pb2+ в концентрациях 0,1 мг/л, 1 мг/л и 10 мг/л. 
Эксперимент проводился в течение 10 суток. Оценка воздействия ТМ на ряску в присутствии S. oneidensis MR-1 и без осуществлялась визуально и с использованием метода витального окрашивания. 
Метод основан на окрашивании мертвых клеток растения. Живые клетки ограничивают проникновение красителя внутрь органических веществ и такие клетки практически не окрашиваются. В мертвые же клетки краситель проникает свободно и это можно сразу обнаружить в результате микроскопопирования. В качестве красителя использовался метиленовый синий, изготавливался 6% спиртовой раствор, на основе которого был получен водный раствор в соотношении 1:10. Листецы ряски помещались на 10 минут в раствор красителя, затем промывались водой и микроскопировались при разных увеличениях (Грин, 1993). 
Результаты и обсуждение
В процессе эксперимент было задействовано 14 емкостей, в которые заливалась водопроводная вода объемом 200 мл. В каждую емкость добавлялась L. minor в количестве 3-4 г, в 7 емкостей был добавлен штамм       S. oneidensis MR-1 в концентрации 105 на 100 мл. В 12 емкостей добавлялись соли ТМ в соответствующей концентрации 0,1, 1 и 10 мг/л по металлу (табл. 1). Так же 2 емкости были контрольные – с ряской малой и с ряской малой и         S. oneidensis MR-1, чтобы выяснить влияние микроорганизма на растение. 
В результате исследования было получено, что S. oneidensis MR-1 не оказывает какого-либо негативного воздействия на L. minor. Так как ряска в контрольной емкости (№1) и ряска в присутствии шеванеллы (№8) визуально и в результате витального окрашивания ничем не отличалась и сохранила свою жизнеспособность на протяжение всего эксперимента.  

Таблица 1 – Схема постановки эксперимента
№ емкости с L. minor	MR-1	Металл	
		Fe2+, мг/л	Pb2+, мг/л	
		0,1	1	10	0,1	1	10	
1	-							
2	-	+						
3	-		+					
4	-			+				
5	-				+			
6	-					+		
7	-						+	
8 	+							
9 	+	+						
10 	+		+					
11 	+			+				
12 	+				+			
13 	+					+		
14 	+						+	

По истечению 10 суток полный хлороз листецов наблюдался в емкостях № 4, 7, 14. больше половины особей подверглось губительному действию ТМ в емкостях № 3, 6, 11. Хлороз отсутствовал у особей в емкостях – № 1, 2, 5, 8, 9, 10, 12, 13. Таким образом, наиболее токсичный эффект на ряску малую оказывают катионы свинца, а наименее негативное воздействие оказывают катионы железа. 
При этом было обнаружено, что в отсутствие шеванеллы повреждение растения не наблюдается только при концентрации металлов 0,1 мг/л, в остальных случаях выявлен хлороз листецов. В присутствии же S. oneidensis MR-1 хлороз наблюдается только при концентрации 10 мг/л для обоих металлов, при остальных концентрациях (0,1 и 1 мг/л) как для свинца, так и для железа повреждение листецов не выявлено. 
Таким, образом в результате исследования было выявлено, что присутствие в среде микроорганизма S. oneidensis MR-1 не оказывает негативного влияния на L. minor. Так же шеванелла нейтрализует негативное действие ТМ, переводя их в менее токсичное соединение, что предотвращает хлороз листецов. Поэтому в процессах биоремедиации могут использоваться сообщества ряски и шеванеллы. L. minor в качестве индикатора на ТМ в окружающей среде, а S. oneidensis MR-1 как биологический нейтрализатор данного загрязнителя. 
Библиографический список 
Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология. Т. 2. Москва, 1993. 325 с.
Марабян, Ш.Л. Исследования уровня содержания тяжёлых металлов в разных объектах окружающей среды // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук, №10, 2014. С. 457–459. 
Саловарова, В.П., Приставка А.А., Берсенева О.А. Введение в биохимическую экологию. Иркутск, 2007. 159 с.