For all questions:

+7 495 274-22-22

UDK: 579.68(262.81) DOI:10.33920/sel-09-2401-03

Study of pathogenic activity and antibiotic resistance of cultured heterotrophic bacteria isolated from water and bottom sediments of the deep zone of the western part of the North Caspian sea

Svetlana Aleksandrovna Dyakova Senior Specialist of the Laboratory of Ichthyopathology, Volga-Caspian Branch of VNIRO (KASPNIRKH), 414056, Russia, Astrakhan, Savushkina str., 1, (8512) 44-16-50, E-mail: dyakovasa@kaspnirh.vniro.ru, ORCID: 0000-00019970-403X
Anna Vitalievna Menkova Leading Specialist of the Laboratory of Ichthyopathology, Volga-Caspian Branch of VNIRO (KASPNIRKH), 414056, Russia, Astrakhan, Savushkina str., 1, (8512) 44-16-50, E-mail: ava-131@yandex.ru, ORCID: 0000-0003-1842-1471
Ekaterina Rafaelevna Kiriukhina Senior Specialist of the Laboratory of Ichthyopathology, Volga-Caspian Branch of VNIRO (KASPNIRKH), 414056, Russia, Astrakhan, Savushkina str., 1, (8512) 44-16-50, E-mail: ekaterinagrigor@rambler.ru, ORCID: 0000-0001-7840-1734
Olga Borisovna Soprunova Doctor of Biological Sciences, Professor, Head of the Department of Applied Biology and Microbiology, Astrakhan State Technical University, 414056, Russia, Astrakhan, st. Tatishcheva, 16/1, (8512) 61-41-45, E-mail: soprunova@mail.ru, ORCID: 0000-0002-5710-6362

Commercial development of aquatic biological resources (ABR) of the Caspian Sea necessitates constant monitoring of the ABR habitat. Microbiota studies are of particular relevance, since bacterial communities largely determine the quality of the FBR habitat. The purpose of this work is to identify opportunistic and sanitary-indicative bacteria that have pathogenicity factors and antibiotic resistance and pose a danger for aquatic biological resources. The paper presents data on the taxonomic composition of saprotrophic bacterioplankton and bacteriobenthos in the waters of the Northern Caspian Sea in the period from 2013 to 2018. Water samples were taken annually in summer and autumn. The work used generally accepted methods for identifying bacteria by morphological and physiological-biochemical characteristics, as well as methods for determining antibiotic resistance and pathogenic activity. During the research period (2013–2018), more than 2000 isolates of saprotrophic bacteria belonging to 28 taxa were isolated from water samples and bottom sediments of the northern part of the Caspian Sea. The taxonomic composition of saprotrophic bacterioplankton and bacteriobenthos did not differ significantly in the number of taxa identified, but differed somewhat in the proportion of species, especially at the level of larger taxonomic groups. The study of bacterial virulence showed that the occurrence of various pathogenic properties in bacteria did not have a common direction in a number of years. Microorganisms isolated from water and soil of the northern part of the Caspian Sea had multiple antibiotic resistance to various groups of drugs. During the study period, high resistance of isolated bacteria (62–92% of isolated isolates) to benzylpenicillin and ampicillin was noted. In general, the presence of bacteria in the water and bottom sediments of the Northern Caspian Sea that have pathogenicity factors and multiple antibiotic resistance indirectly indicated the stress of the bacteriocenosis in the research area.

Каспийское море — крупнейший в мире внутриконтинентальный водоем, который обладает признаками моря (морская соленая вода, глубина, биоресурсы, строение дна — фактически шельфа) и озера (удаленность от Мирового океана и отсутствие с ним прямого сообщения). Территориально море делят на три части: Северный, Средний и Южный Каспий [13]. Условной границей между Северным и Средним Каспием считается Мангышлакский порог, между Средним и Южным — Апшеронский порог. Экосистемы каждой части моря неповторимы, различия обусловлены географическим положением, климатом и гидролого-гидрохимическими свойствами [5].

Основные богатства Каспийского моря и его шельфа — огромные нефтегазоносные ресурсы, добыча которых служит важной составляющей экономического развития России, Азербайджана, Ирана, Туркменистана и Казахстана [1]. Зоны активной добычи углеводородного сырья соседствуют с участками промысла, поскольку Каспийское море также обладает и огромным рыбохозяйственным значением, здесь созданы идеальные условия для нагула более чем 140 видов морских, полупроходных и проходных рыб. В Каспийском море в последние годы расширяется промысловый лов кильки и реализуется план мероприятий по развитию промысла других перспективных водных биологических ресурсов. При этом необходимо учитывать, что при разработке нефтегазоконденсатных месторождений не всегда все проходит гладко, кроме того, развитое судоходство и портовые зоны также дополняют антропогенное воздействие на акваторию моря [12]. Поэтому активное освоение водных биологических ресурсов (ВБР) Каспийского моря вызывает необходимость всестороннего мониторинга состояния акватории уникального водоема, где одним из наиболее информативных направлений являются ежегодные исследования микробиоты. Бактериальные сообщества участвуют в рециклинге биогенных элементов, а также формируют основу цепи питания. За счет деструкционной деятельности бактерий в морских экосистемах утилизируется 40–80% органического углерода, создаваемого первичными продуцентами [15]. Основную роль в микробиоценозе морской среды играют сапротрофные бактерии. Именно они первыми реагируют на поступление высоких концентраций органических веществ, поскольку большая часть автохтонного бактериопланктона является облигатными олиготрофами [9]. Помимо положительных функций, сапротрофные бактерии могут представлять потенциальную опасность как для гидробионтов, так и для человека, поскольку в состав этой группы входят патогенные и условно-патогенные микроорганизмы, способные вызывать заболевания полупроходных и проходных видов рыб [2; 3; 10].

For citation:
Svetlana Aleksandrovna Dyakova, Anna Vitalievna Menkova, Ekaterina Rafaelevna Kiriukhina, Olga Borisovna Soprunova, Study of pathogenic activity and antibiotic resistance of cultured heterotrophic bacteria isolated from water and bottom sediments of the deep zone of the western part of the North Caspian sea. Fish Breeding and Fisheries. 2024;1.
The full version of the article is available for subscribers of the journal
Article language:
Actions with selected: