研究蚯蚓的影响(Aporrectodea molleri)皮肤的分泌物细菌生长

文摘

对细菌生长的影响Aporrectodea molleri皮肤排泄物给了非常令人满意的结果。皮肤排泄物是获得使用电刺激技术,最近由我们实验室开发。这种技术使人们有可能收集足够数量的排泄物而排除任何可能干扰土壤的化学成分。皮肤排泄物的效果,测试了在不同浓度培养基对细菌生长,不仅是合理的浓度由高增长率也使用,这是几次低于传统的媒介(营养琼脂)。事实上,记录的最大增长速率大肠杆菌和p .荧光分别是1.32倍和2.99倍,观察到传统的媒介。这些更高层次得到最佳排泄浓度,分别8倍和133.33倍的浓度低于传统媒介。分隔的功效间隔排泄浓度测试覆盖8连续浓度从0.0075%到1%不等p .荧光,而对于大肠杆菌,这个间隔只涉及三个浓度从0.06%至0.25%不等。的增长率p .荧光总是高于大肠杆菌。排泄物的更高效率的增长p .荧光表明,这种压力是更适合使用这些排泄物作为营养来源和积极增长的刺激做出反应。这些结果,获得在体外证明,在自然环境中,润滑油的生产和粘性皮肤分泌物不仅促进了运动的作用和画廊的挖蚯蚓还丰富土壤的营养物质和生长因子激活与发展高附加值的植物促生长细菌对土壤肥力至关重要。

1。介绍

蚯蚓是主要的动物生物量在根际。根据文献,这些食腐动物之间构成一个巨大的质量0.5和5吨每公顷(鲜重)代表60 - 80%的土壤动物生物量1]。在这方面,他们构成了第一个陆地动物质量(2]。

蚯蚓挖数千公里的画廊每年每公顷。这些画廊构成名副其实的曝气和土壤排水阀。在地面上挖了画廊无法可能没有粘性的存在皮肤排泄物(CEX),防止蚯蚓脱水和促进运动(3,4]。皮肤排泄物代表所有液体产生的蚯蚓的身体表面,包括产生的粘性粘液腺体细胞的微孔隙衬里的整个表面蚯蚓的身体,体腔液释放体腔孔,并通过腹侧尿尿排泄孔(4,5]此外,引用液体,含氮化合物等丰富的营养物质和蛋白质(3]。

陆地生态系统的功能是高度依赖于细菌的活动。事实上,土壤细菌是有效参与分解和物质循环过程。在农业、促进植物生长rhizobacteria (PGPR)促进可用性和植物和吸收养分的限制害虫的传播(6,7]。

细菌之间的交互和蚯蚓对自然改善土壤肥力(至关重要8]。此外,这些穴居动物参与细菌种群的动态,确保通过肠道运输他们分散在土壤中9,10]。

因此,鉴于这些无脊椎动物的大型生物质和CEX不断产生,我们实验室有兴趣研究CEX对细菌生长的影响,特别是在PGPR菌在土壤中。在这项工作中,我们研究蚯蚓粗提物的影响和CEX文化媒体的发展大肠杆菌这里使用,作为参考应变研究的细菌生长,和p .荧光PGPR菌株特性的土壤。

2。材料和方法

2.1。生物材料

蚯蚓:Aporrectodea molleri是一种无处不在的蚯蚓中常见的各种生态系统和agro-biocenoses西地中海。这个环节动物是收获的地区Akrach拉巴特(摩洛哥)东南20公里。

细菌:应变大肠杆菌写明ATCC 25922借给美国国家卫生研究所(异烟肼)拉巴特(摩洛哥)。压力荧光假单胞菌属于我们实验室的集合:蚯蚓,提高土壤生产力和环境(失效)的拉巴特(摩洛哥)。

2.2。制备蚯蚓皮肤排泄物(CEX)

电刺激技术,由我们实验室(11),包括prestimulation的阶段,刺激美国这篇,和poststimulation。

Prestimulation:这是禁食蚯蚓的阶段。这一步很重要,因为它可以避免皮肤排泄物的任何干扰与蚯蚓消化道的内容被拒绝通过肛门和口腔孔在电刺激。鲜重很多(弗兰克-威廉姆斯_EW1= 843.6 g)Aporrectodea molleri被剥夺的土壤和食物为8 - 10天。为了防止脱水,许多蚯蚓被包裹在湿棉花组织。每两天,湿纸巾,然后整个被转移到第二个锅。操作重复了4到5次,直到固体粪便筋疲力尽。通过使用一种立体镜,可以确保消化道的蚯蚓已经成为几乎空无一人。最后,很多蚯蚓与蒸馏水冲洗迅速。蚯蚓的鲜重后禁食时期(弗兰克-威廉姆斯_EW2)确定。

理智这篇刺激:很多蚯蚓禁食时期分为5到10根据励磁容器的体积小很多(100到200毫升)的电刺激装置。蚯蚓的收缩促进皮肤排泄物的大规模生产。每个小很多虫子都沐浴在20至40毫升蒸馏水取决于激发容器的体积。电极连接到一个双脉冲stimulator-type电流发生器是沉浸在水接触蚯蚓。最后,每个小批量受到电压的电刺激U用频率= 20 VF= 100刺激/第二个一段时间T= 5分钟。

Poststimulation:在每个理智这篇刺激,每个小很多出院到另一个容器,它与蒸馏水冲洗为了恢复的残渣粘皮肤排泄物,坚持身体的蠕虫。被收集到一个单独的小很多很多与约瑟夫和干纸。最后的鲜重后刺激(弗兰克-威廉姆斯_EW3)确定。这是最初的鲜重的区别之前刺激(弗兰克-威廉姆斯_EW2)和刺激后的最终鲜重(弗兰克-威廉姆斯_EW3),确定产生的皮肤排泄物的鲜重(弗兰克-威廉姆斯_CEX)。激发容器的所有皮肤排泄物以及冲洗水的积累,然后消失在烤箱(70°C),直到体重稳定。这是最后的皮肤排泄物(DW的干重_CEX),将用于细菌培养基的制备。

2.3。细菌培养基的制备(CEX)

200毫升的原液是准备从2 g干残渣的排泄物。从这个解决方案,由连续稀释细菌培养基。调整pH值中性pH 200毫升股票的解决方案被分成2卷100毫升。第一卷(100毫升)构成C′₁培养基为1%。第二卷(100毫升)是由200毫升蒸馏水。均质化后,这本书被分为两个;构成了第一卷C′₂培养基为0.5%,即。,一个dilution factor (Fd) equal to 2x. The second remaining volume (100 mL) was diluted in the same way as the above to obtain theC′₃中为0.25%;Fd = 4 x。的一系列连续稀释一直持续到培养基C′₄(Fd = 8 x) 0.12%,C′₅在0.0.06% (Fd = 16 x),C′₆在0.0.03% (Fd = 32 x),C′₇在0.015% (Fd = 64 x)C′₈在0.0075% (Fd = 128 x)。

培养基对细菌生长的影响(C₁、……C₈基于皮肤排泄物(CEX)与传统媒介相比,营养琼脂(NA),这是由2%的可吸收的营养。

2.4。接种和生长参数

进行了一系列10倍稀释的大肠杆菌和p .荧光悬浮液为了获得大量的殖民地30至300殖民地/菜。从稀释给予同等数量的殖民地,30至300年,0.1毫升的悬架是沉积和传播的中心每一个准备固体培养基。培养皿终于孵化24小时37°C大肠杆菌在30°Cp .荧光。细菌生长是由殖民地形成每道菜的平均数(NCF)。

2.5。效率参数

的效率CEX (E_CEX)表示,相比传统的NA介质由两个参数。

相对浓度(RC): CEX的浓度(C_CEX)相对于NA介质的浓度(C_NA):RC = (C_CEX/C_NA)×100。

相对增长:增长CEX媒体(G_CEX传统NA)相比增长媒体(G_NA):RG = (G_CEX/G_NA)×100。

CEX据说是有效或更有效的比传统的NA中当RC小于或等于100%(提取浓度小于或等于NA的媒介),RG高于或等于100%(增长的提取是大于或等于NA的媒介)。

CEX被描述为无效时RC和RG不符合效率上面提到的条件。

最优效率时指定,在CEX的浓度,这是小于或等于NA的媒介,最大增长大于或等于NA的媒介。

2.6。分析统计数据

有关数据的平均数殖民地形成(NCF)提交给单向方差分析(SPSS软件,版本22)按照实验模型。显著差异确定概率水平的0.05,和图基多重比较检验是用来比较的方法。所有的数据都表示为±标准错误。

3所示。结果

3.1。产生的蚯蚓皮肤排泄物

少量的皮肤排泄物(CEX)几乎足以执行生物测试计划在细菌生长。CEX由电刺激的数量取决于使用的蚯蚓数量。然而,这种大量的蚯蚓在禁食期间经历了一个相当大的减少(prestimulation阶段)。在禁食期间减肥估计为40% (prestimulation阶段)被观察到。减肥估计在40%这一时期不仅是由于增长的下降,降低可观测的蚯蚓的大小和环带的消失在成人蚯蚓,而且某些情况下的死亡率。

新鲜的重量记录之前和之后禁食期间,以及那些获得之前和电刺激后,介绍了表1和2。的总新鲜和干燥重量CEX发布以及收益率每100克新鲜蚯蚓也显示的重量。

最初使用的很多蚯蚓重843.6克(弗兰克-威廉姆斯_EW1)。这体重下降843.6 g(弗兰克-威廉姆斯_EW1)到506.16 g(弗兰克-威廉姆斯_EW2后禁食时期(prestimulation阶段)。我们发现只有60%的鲜重是理智的阶段中使用这篇刺激。刺激后,蚯蚓的鲜重下降到437.67 g(弗兰克-威廉姆斯_EW3)。弗兰克-威廉姆斯之间的鲜重的区别_EW2和弗兰克-威廉姆斯_EW3间接给CEX鲜重的数量生产,弗兰克-威廉姆斯_CEX= 68.5克,即。,一个yield of 13.5%. This fresh yield is estimated in relation to 100 g of the fresh weight of the earthworms after the fasting period (FW_EW2)。CEX实际上收集减少干残渣在70°C。这些分泌物的干重2.32克(DW_CEX)。干重率估计为0.45%相对于100克鲜重产生的蠕虫的禁食期(弗兰克-威廉姆斯_EW2)。

3.2。影响皮肤的提取(CEX)细菌生长

皮肤的排泄的影响——(CEX)在不同基础培养基C_n浓度(C₁.... = 1%,C₈= 0.0075%)的增长大肠杆菌和p .荧光分别显示在表吗3和4。在两个表中,我们观察到变化在殖民地的数量/菜(NCF)浓度的函数(C_n在媒体文化)的排泄物。这种变化的程度取决于菌株进行测试。

表3表明,大肠杆菌应变和更高浓度之间C₁= 1%,C₄= 0.12%,皮肤排泄物对经济增长产生抑制作用。在低浓度之间C₅= 0.06%,C₇= 0.0015%,经济增长显著增加(≤0.05)之间C₆和C₇。最大NCF增长率= 131.67到132年殖民地/盘记录这些浓度(C₆和C₇)。在浓度C₈= 0.00075%,增长突然抑制。皮肤的分泌物的效率增长(E_{CEX / NA})是评价相比,传统媒介NA的相对增长(RG)必须大于或等于100%的NA的介质和相对浓度(RC)必须小于或等于100%的NA的媒介。

CEX会议的效率区间上面提到的有效性条件确定表中以粗体显示。在这个浓度之间的时间间隔C₅和C₇相对增长(RG)从110.07%降至234.33%。这些值都大于NA介质的相对增长的100%。相对浓度(RC)从3%到0.75%相比,NA介质的吸收到100%。

为p .荧光应变(表4),增长始于浓度C1 = 1%,70.67殖民地/菜的速度已经高于观察钠介质(67.7%殖民地/盘)。增长然后加剧CEX浓度达到最大程度的减少NCF = 299.67殖民地/菜C₃浓度= 0.25%。浓度之间的增长然后逐渐减慢C₄= 0.12%,C₈= 0.0075%。然而,我们注意到,在低浓度范围内,各自的增长率远高于钠介质的增长率。有效性的区皮肤排泄物的增长p .荧光包括整个浓度范围的测试,从C₁= 1%C₈= 0.0075%。在该区域,相对的价值增长大于100%的钠介质。这些值的范围从104.38%到340.22%。此外,皮肤排泄物的相对浓度的值总是小于100%的NA。这些值仅在50%到0.39%之间。最优效率的获得C₃浓度= 0.25%,增长是最大的(NCF = 299.67)。在这个浓度,对NA的相对增长442.64%。相反,相对比钠浓度仅为12.5%。

图1说明了相对增长的平行进化(RG)和相对浓度(RC)的函数CEX浓度的增加的区域增长的有效性大肠杆菌和p .荧光。相比之下,传统的RG和RC值中NA组为100%,也显示。在这个图中,区域增长的效率大肠杆菌只包含三个浓度(C₇,C₆,C₅),而在p .荧光,该区域涵盖所有排泄浓度(C₈来C₁)。在这两个区域,两个菌株的相对增长总是大于100%的钠介质。相反,相对CEX浓度、相同的两株,总是不到100%的钠介质。我们注意到相对CEX浓度越低,两个菌株的相对增长越大。

在经济增长效率区大肠杆菌,最大相对增长234.33% 100%的钠的2.34倍的媒介。领域的效率p .荧光,最大相对增长442.64% 100%的钠的4.42倍的媒介。最大的值的比较两种显示的相对增长p .荧光有一个值的1.88倍。

实际的最优CEX浓度之间C₆= 0.03%,C₇= 0.015%,这给了最好的增长率大肠杆菌,对应于最优相对浓度的1.5%到0.75%。这些值的66.66倍到133.33倍不到100%的钠介质。同样,实际的最佳浓度C₃= 0.25%,这给了最好的增长率p .荧光,对应于一个最佳的相对浓度只有12.5%的8倍不到100%的钠介质。

4所示。讨论

因为蚯蚓代表第一个陆地动物质量和考虑皮肤排泄物产生永久的数量在活动期间的这些动物,我们实验室的研究很感兴趣的影响蚯蚓原油提取和蚯蚓在根际皮肤排泄物,尤其是在微生物活动对土壤肥力至关重要。相关研究的不足在体外效果是可以理解的困难收集这些皮肤的分泌物在足够数量的性能重复性生物测试。我们工作的独创性在于它完全进行在体外外的土壤,消除可能的干扰土壤的生物和化学成分。此外,蚯蚓禁食期消化道内容的消除干扰的风险。本研究不可能是没有电刺激技术进行生产的皮肤分泌物,由我们的实验室11]。这种技术允许的皮肤排泄物收集足够数量和在很短的时间。排泄物收集的数量在这工作是13.53克湿重和干重0.45克。这个数量是禁食蚯蚓鲜重100克的调整。

在这部作品中,细菌生长CEX决定的有效性与传统相比培养基(营养琼脂)已知的成分和浓度。我们能够确认的原油提取皮肤排泄物(CEX)相当大的潜在的细菌生长具有较低的浓度相比传统NA的媒介。此外,知道一个成年人的平均鲜重的标本Aporrectodea molleri大约是1 g,我们因此可以表达的影响CEX由一个蚯蚓的鲜重(鲜重)。事实上,浓度C₁= 1 g的干重CEX每100毫升对应,大约,29.52克的鲜重CEX / 218.16 g蚯蚓鲜重,等于13.5^∗10⁻²克鲜重CEX产生的蚯蚓。因此媒体基于CEX应该更加多样化的营养和增长的物质。

根据结果对皮肤排泄物(CEX)对细菌生长的影响,可以说,CEXAporrectodea molleri非常有利于细菌生长。效率对经济增长不仅表现为高增长率相比传统NA中还通过CEX使用浓度要低得多。因此,在自然系统,CEXAporrectodea molleri发布少量但以连续的方式,可能是营养来源和生长素等PGPR菌p .荧光。

有趣的结果,获得在体外在这个工作中,与这些协议中直接观察到的自然系统。事实上,据报道,“鼻涕”,指皮肤的分泌物,有一个启动效应的刺激微生物活性和土壤中植物残体的分解12]。根据Bityutskii et al。12),“鼻涕”促进腐殖化腐殖物质增加20%到30%。Oleynik和Byzov3)表明,蚯蚓皮肤排泄物影响土壤微生物群落的形成刺激。根据黄和夏13),“鼻涕”积极刺激变形菌门的增长但负面影响壁厚菌门在分解。这种选择性的行动被认为是导致蛋白质的丰富vermicomposting系统,蚯蚓是用来将有机废物转化成肥料(14]。此外,CEX脱氢酶活性增加20.7% (13]。这个结果可以表明,根据黄和夏13),“鼻涕”为微生物的生长提供了有利条件。此外,氮和溶解磷的浓度显示高值“鼻涕”[13,15]非常积极的结果我们实验室和引用文献证明的丰富性和多样性CEX在营养和生长因子,可以被微生物同化了。根据科尔特斯和钻孔16),蚯蚓的“鼻涕”是由69%的蛋白质和肽和31%的碳水化合物。此外,构成皮肤排泄物的体腔液和尿液显示几个分子的存在如糖原、氨、尿素、尿酸、尿囊素和几种类型的蛋白质(17]。

5。结论

尽管所有种类的蚯蚓在根际的动画都是永久的运动,这些运动都伴随着皮肤排泄物的持续生产。因此,由于构成的丰富性和多样性,皮肤排泄物会不断向土壤提供营养物质和生长因子,促进PGPR菌的发展必不可少的土壤肥力。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的结果包括在本文中。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

这项工作进行支持和资助的国家科学和技术研究中心(CNRST)的框架内研究卓越奖学金项目。

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