On the question of microbial cenoses of fish and the role of microorganisms of the genus Bacillus under herbicidal water pollution

  • O. Barbukho Chernihiv National University of Technology, Shevchenka Str., 95, Chernihiv, 14027, Ukraine, lena-gun@mail.ru
Keywords: herbicide, glyphosate, two-year carps, microbocenosis, gills, skin, intestine, intestinal mucus, microorganisms of the genus Bacillus

Abstract

Substantial reduction in the number of Bacillus as part of microbocenosis of fish intestines, skin and gills at different level of toxicity of the environment caused by pollution with glyphosate has been detected and their indicator significance has been determined. Correlation analysis has been done, which showed that the most close relationship between the concentration of glyphosate in water and the number of Bacillus cells as a part of fish microflora is typical for the skin and gills of carp, and therefore in order to assess the level of toxic contamination of hydroecosystems it’s appropriate to use these tissues. As a result of regression analysis, regression models are presented, and in particular a multiple regression model with two independent variables, that allow to predict the concentration of glyphosate in water by experimentally established Bacillus cell number in these tissues. Proposed models can be used to establish herbicidal water pollution, in particular for calculation of the amount of glyphosate in water in conditions of aquarium fish keeping and if all the factors that may affect the number of bacteria correspond with conditions of experiment. Authors have proposed to use genus Bacillus microorganisms on the skin and gills of fish as an indicator for the diagnosis of toxicological situation in the reservoirs.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Бычкова Л.И., Юхименко Л.Н., Можарова А.И. Микробиоценоз как индикатор экологического состояния водной среды и рыбы // Проблемы охраны здоровья рыб в аквакультуре. Науч.-практ. конф.: тез. докл. – М., 2000. – С. 42–43. /Bychkova L.I., Yukhimenko L.N., Mozharova A.I. Mikrobiotsenoz kak indikator ekologicheskogo sostoyaniya vodnoy sredy i ryby // Problemy okhrany zdorovya ryb v akvakulture. Nauch.-prakt. konf.: tez. dokl. – M., 2000. – S. 42–43./

Вовк Н.І. Іхтіопатологічний моніторинг рибогосподарських водойм України. Автореф. дис. … д-ра с.-г. наук / 03.00.16 – екологія. – Київ, 2002. – 36с. /Vovk N.І. Іkhtіopatologіchny monіtoryng rybogospodars'kykh vodoym Ukrayiny: avtoref. dis. … d-ra s.-g. nauk / 03.00.16 – ekologіya. – Kyiv, 2002. – 36s./

Грищенко Л.К., Смирнов В.Б. Микрофлора карпов при выращивании в тепловодных хозяйствах // Итоги научно-практических работ в ихтиологии. – М.: Россельхозакадемия, 1997. – С. 48–50. /Grishchenko L.K., Smirnov V.B. Mikroflora karpov pri vyrashchivanii v teplovodnykh khozyaystvakh // Itogi nauchno-prakticheskikh rabot v ikhtiologii. – M.: Rossel'khozakademiya, 1997. – S. 48–50./

Доповнення до переліку пестицидів та агрохімікатів, дозволених до використання в Україні. Міністерство охорони навколишнього природного середовища України. – Київ, 2009. – 304с. /Dopovnennya do perelіku pestytsydіv ta agrokhіmіkatіv, dozvolenykh do vykoristannya v Ukrayinі. Mіnіsterstvo okhorony navkolyshn'yogo pryrodnogo seredovyshcha Ukrayiny. – Kyyiv, 2009. – 304s./

Жиденко А.А., Мищенко Т.В., Полетай В.М. Влияние гербицидов различной химической структуры на липидный обмен в печени карпа // Укр. биохим. журнал. – 2010. – T.82, №42. – С. 179. /Zhidenko A.A., Mishchenko T.V., Poletay V.M. Vliyaniye gerbitsidov razlichnoy khimicheskoy struktury na lipidnyy obmen v pecheni karpa // Ukr. biokhim. zhurnal. – 2010. – T.82, №42. – S. 179./

Зубкова Л.А. Бактериальная флора органов и тканей сазана (Cyprinus carpio) // Труды Касп. НИИРХ. – 1965. – Т.20. – С. 117–121. /Zubkova L.A. Bakterial'naya flora organov i tkaney sazana (Cyprinus carpio) // Trudy Kasp. NIIRKh. – 1965. – T.20. – S. 117–121./

Зубкова Л.А. К вопросу о нормальной микрофлоре волжского судака (Lucioperca lucioperca) // Труды Касп. НИИРХ. – 1966. – Т.22. – С. 81–85. /Zubkova L.A. K voprosu o normal'noy mikroflore volzhskogo sudaka (Lucioperca lucioperca) // Trudy Kasp. NIIRKh. – 1966. – T.22. – S. 81–85./

Коваленко О.М., Жиденко А.О. Гістологічні зміни в організмі риб під впливом пестицидів // Наукові записки Тернопільського національного педагогічного університету ім. В. Гнатюка. Серія: біологія. – 2005. – T.26, №3. – С. 208–210. /Kovalenko O.M., Zhidenko A.O. Gіstologіchnі zmіny v organіzmі ryb pіd vplyvom pestytsydіv // Naukovі zapysky Ternopіl's'kogo natsіonal'nogo pedagogіchnogo unіversytetu іm. V. Gnatyuka. Serіya: bіologіya. – 2005. – T.26, №3. – S. 208–210./

Краткий определитель бактерий Берджи / Под ред. Дж. Хоулт. – Москва: Мир, 1980. – 495с. /Kratkiy opredelitel' bakteriy Berdzhi / Pod red. Dzh. Hoult. – Moskva: Mir, 1980. – 495s./

Кузнецова Е.М., Чмиль В.Д. Глифосат: поведение в окружающей среде и уровни остатков // Современные проблемы токсикологии. – 2010. – №1. – С. 87–95. /Kuznetsova Ye.M., Chmil' V.D. Glifosat: povedeniye v okruzhayushchey srede i urovni ostatkov // Sovremennyye problemy toksikologii. – 2010. – №1. – S. 87–95./

Кузьмина В.В. Защитная функция пищеварительного тракта рыб // Вопросы ихтиологии. – 1995. – T.35, №1. – С. 86–93. /Kuz'mina V.V. Zashchitnaya funktsiya pishchevaritel'nogo trakta ryb // Voprosy ikhtiologii. – 1995. – T.35, №1. – S. 86–93./

Лакин Г.Ф. Биометрия. – Москва: Высшая школа, 1990. – 352с. /Lakin G.F. Biometriya. – Moskva: Vysshaya shkola, 1990. – 352s./

Ларцева Л.В., Катунин Д.Н. Микрофлора рыб – биоиндикатор загрязнения дельты Волги // Водные биоресурсы, воспроизводство и экология гидробионтов. – Москва: ВНИИПРХ, 1993. – Вып.69. – С. 155–163. /Lartseva L.V., Katunin D.N. Mikroflora ryb – bioindikator zagryazneniya del'ty Volgi // Vodnyye bioresursy, vosproizvodstvo i ekologiya gidrobiontov. – Moskva: VNIIPRKh, 1993. – Vyp.69. – S. 155–163./

Методы общей бактериологии. Т.3 / Под ред. Ф.Герхардта. – Москва: Мир, 1984. – 264с. /Metody obshchey bakteriologii. T.3 / Pod red. F.Gerkhardta. – Moskva: Mir, 1984. – 264s./

Мусселиус В.А., Ванятинский В.Ф., Вихман А.А. и др. Лабораторный практикум по болезням рыб. – Москва: Легкая и пищевая промышленность, 1983. – 296с. /Musselius V.A., Vanyatinskiy V.F., Vikhman A.A. i dr. Laboratornyy praktikum po boleznyam ryb. – Moskva: Legkaya i pishchevaya promyshlennost', 1983. – 296s./

Никитенко В.И., Копылов В.А., Никитенко М.В. Транслокация бактерий из желудочно-кишечного тракта – естественный защитный механизм // Гастроэнтерология Санкт-Петербурга. – 2004. – № 2–3. – С. 16–18. /Nikitenko V.I., Kopylov V.A., Nikitenko M.V. Translokatsiya bakteriy iz zheludochno-kishechnogo trakta – yestestvennyy zashchitnyy mekhanizm // Gastroenterologiya Sankt-Peterburga. – 2004. – № 2–3. – S. 16–18./

Онисковець М. Показники імунного статусу риб у біомоніторингу важких металів у навколишньому середовищі // Вісник Львівського університету. Серія біологічна. – 2012. – Вип.60. – С. 190–197. /Onyskovets' M. Pokaznyky іmunnogo statusu ryb u bіomonіtoryngu vazhkykh metalіv u navkolyshn'omu seredovyshchі // Vіsnyk L'vіvs'kogo unіversytetu. Serіya bіologіchna. – 2012. – Vyp.60. – S. 190–197./

Панин С.А. Эколого-токсикологические аспекты аквакультуры // Биологические основы аквакультуры в морях европейской части СССР. – Москва: Наука, 1985. – С. 65–72. /Panin S.A. Ekologo–toksikologicheskiye aspekty akvakul'tury // Biologicheskiye osnovy akvakul'tury v moryakh yevropeyskoy chasti SSSR. – Moskva: Nauka, 1985. – S. 65–72./

Перелік пестицидів і агрохімікатів, дозволених до використання в Україні: спец. вип. журналу «Пропозиція нова» / Під ред. В.У.Ящук, Д.В.Іванова, Р.М.Кривошея та ін.; Міністерство екології та природних ресурсів України. – Київ: Юнівест Медіа, 2012. – 831c. /Perelіk pestytsydіv і agrokhіmіkatіv, dozvolenykh do vykorystannya v Ukrayinі: spets. vyp. zhurnalu «Propozytsіya nova» / Pіd red. V.U.Yashchuk, D.V.Іvanova, R.M.Kryvosheya ta іn.; Mіnіsterstvo ekologіyi ta pryrodnykh resursіv Ukrayiny. – Kyiv: Yunіvest Medіa, 2012. – 831s./

Просяная В.В., Хуторной П.Б. Бактериальная флора белого амура в условиях неудовлетворительного гидрохимического режима // Сб. научных трудов. – Москва: ВНИИПРХ, 1979. – Вып.23. – С. 66–68. /Prosyanaya V.V., Khutornoy P.B. Bakterial'naya flora belogo amura v usloviyakh neudovletvoritel'nogo gidrokhimicheskogo rezhima // Sb. nauchnykh trudov. – Moskva: VNIIPRKh, 1979. – Vyp.23. – S. 66–68./

Рокицкий П.Ф. Биологическая статистика. – Москва: Высшая школа, 1973. – 320с. /Rokitskiy P.F. Biologicheskaya statistika. – Moskva: Vysshaya shkola, 1973. – 320s./

Смирнов В.В., Резник С.Р., Василевская И.А. Спорообразующие аэробные бактерии – продуценты биологически активных веществ. – Киев: Наукова думка, 1982. – 280с. /Smirnov V.V., Reznik S.R., Vasilevskaya I.A. Sporoobrazuyushchiye aerobnye bakterii – produtsenty biologicheski aktivnykh veshchestv. – Kiyev: Naukova dumka, 1982. – 280s./

Смирнов В.В., Резник С.Р., Сорокулова И.Б. Методические рекомендации по выделению и идентификации бактерий рода Bacillus из организма человека и животных. – Киев: Изд-во АН СССР, 1983. – 50с. /Smirnov V.V., Reznik S.R., Sorokulova I.B. Metodicheskiye rekomendatsii po vydeleniyu i identifikatsii bakteriy roda Bacillus iz organizma cheloveka i zhivotnykh. – Kiyev: Izd-vo AN SSSR, 1983. – 50s./

Смирнов В.В., Сорокулова И.Б., Пинчук И.В. Бактерии рода Bacillus – перспективный источник биологически активных веществ // Мікробіологічний журнал. – 2001. – Т.63, №1. – С. 72–79. /Smirnov V.V., Sorokulova I.B., Pinchuk I.V. Bakterii roda Bacillus – perspektivnyy istochnik biologicheski aktivnykh veshchestv // Mіkrobіologіchnyy zhurnal. – 2001. – T.63, №1. – S. 72–79./

Смірнов В.В., Косюк І.В. Адгезивні властивості бактерій роду Bacillus – компонентів пробіотика // Мікробіологічний журнал. – 1997. – Т.59, №6. – С. 36–43. /Smіrnov V.V., Kosyuk І.V. Adgezyvnі vlastyvostі bakterіy rodu Bacillus – komponentіv probіotyka // Mіkrobіologіchnyy zhurnal. – 1997. – T.59, №6. – S. 36–43./

Справочник по пестицидам: гигиена, применение, токсикология / Под ред. А.В.Павлова. – Киев: Урожай, 1986. – 432с. /Spravochnik po pestitsidam: gigiyena, primeneniye, toksikologiya / Pod red. A.V.Pavlova. – Kiyev: Urozhay, 1986. – 432s./

Суслова М.Ю. Распространение и разнообразие спорообразующих бактерий рода Bacillus в водных экосистемах. Автореф. дис. … канд. биол. наук / 03.00.16, 03.00.07 – экология. – Улан-Удэ, 2007. – 20с. /Suslova M.Yu. Rasprostraneniye i raznoobraziye sporoobrazuyushchikh bakteriy roda Bacillus v vodnykh ekosistemakh. Avtoref. dis. … kand. biol. nauk / 03.00.16, 03.00.07 – ekologiya. – Ulan-Ude, 2007. – 20s./

Теппер Е.З., Шильникова В.К., Переверзева Г.И. Практикум по микробиологии. – Москва: Агропромиздат, 1987. – 239с. /Tepper Ye.Z., Shil'nikova V.K., Pereverzeva G.I. Praktikum po mikrobiologii. – Moskva: Agropromizdat, 1987. – 239s./

Хлебович В.В. Акклимация животных организмов. – Ленинград: Наука, 1981. – 136с. /Khlebovich V.V. Akklimatsiya zhivotnykh organizmov. – Leningrad: Nauka, 1981. – 136s./

Чахава О.В., Горская Е.М., Рубан С.З. Микробиологические и иммунологические основы гнотобиологии. – Москва: Медицина, 1982. – 159с. /Chakhava O.V., Gorskaya Ye.M., Ruban S.Z. Mikrobiologicheskiye i immunologicheskiye osnovy gnotobiologii. – Moskva: Meditsina, 1982. – 159s./

Bowers A., Alexander J.B. In vitro and in vivo passage of bacteria across restricted areas and isolated tissues of trout, Salmo trutta and S. gairdneri // Journal of Fish Diseases. – 1982. – Vol.5, no 2. – Р. 145–151.

Crabbé P., Nash D., Bazin H. et al. Immunohistochemical observations on lymphoid tissues from conventional and germ-free mice // Laboratory Investigation. – 1970. – Vol.22, no 5. – С. 448–457.

Haenel H., Schulze J. Contributions of gnotobiology to nutrition science // Folia Microbiologica. – 1979. – Vol.24, no 3. – Р. 197–204.

Margolis L. Aerobic bacteria in the intestines and slim of the pike (Esox lucius) // Revue Canadienne de Biologie. – 1953. – Vol.11. – Р. 20–48.

Trust T.J., Bull L.M., Currie B.R., Buckley J.T. Obligate anaerobic bacteria in the gastrointestinal microflora of the Grass carp (Ctenopharyngodon idella), Gold fish (Carassius auratus), and Rainbow trout (Salmo gairdneri) // Journal of the Fisheries Research Board of Canada. – 1979. – Vol.36, no 10. – Р. 1174–1179.

Trust T.J., Sparrow R.A.Н. The bacterial flora in the alimentary tract of freshwater salmonid fishes // Canadian Journal of Microbiology. – 1974. – Vol.20, no 9. – Р. 1219–1228.

Tzannetis S., Papavassiliou J. In vitro antagonism by bacteriocin-like substances between bacteria of normal and transient flora of surface brachish water // Lab. 6-th Symp. Microb. Ecol. – 1992. – No 6. – Р.236.
Cited
How to Cite
Barbukho, O. (1). On the question of microbial cenoses of fish and the role of microorganisms of the genus Bacillus under herbicidal water pollution. The Journal of V.N.Karazin Kharkiv National University. Series «Biology», 28, 43-53. https://doi.org/10.26565/2075-5457-2017-28-6
Section
ZOOLOGY AND ECOLOGY