Academic Journal
Выделение и характеристика бактериальных штаммов с выраженным биотехнологическим потенциалом
| Title: | Выделение и характеристика бактериальных штаммов с выраженным биотехнологическим потенциалом |
|---|---|
| Source: | Школа-конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Генетические технологии в микробиологии и микробное разнообразие». |
| Publisher Information: | Crossref, 2024. |
| Publication Year: | 2024 |
| Subject Terms: | биотехнология очистки, биоремедиация, бактерии-деструкторы, рекультивация |
| Description: | В последние годы значительно возросло техногенное воздействие промышленного комплекса на экосистемы. Объекты окружающей среды подвергаются все более возрастающему загрязнению токсичными веществами, в том числе нефтью и ее компонентами, нефтепродуктами, фенолом и его производными, пестицидами и иными загрязнителями. Одним из перспективных направлений ликвидации подобных загрязнений является использование микроорганизмов с высоким биотехнологическим потенциалом. Загрязненная почва является уникальным источников для выделения бактерий, способных к деструкции. Бактерии родов Acinetobacter, Stenotrophomonas, Pseudomonas, Rhodococcus, Lysinibacillus, Exiguobacterium, Bacillus, выделенные из различных природных источников, способны к деградации токсичных соединений с высокой скоростью при высокой солености очищаемой среды и широком диапазоне температур, что делает их перспективными при разработке биотехнологий (Поливцева с соавт., 2020; Bera et al., 2017; Kumar et al., Liu et al., 2020). Целью данной работы были поиск и выделение в чистую культуру бактерий, способных к деструкции целевых соединений, относящихся к приоритетным загрязнителям окружающей среды, определение их биодеградативной активности и оценка возможности применения выделенных штаммов в качестве основы для разработки биопрепаратов. Методом накопительного культивирования из образцов загрязненных и незагрязненных земель были выделены изоляты, способные к деструкции фенола, бензоата, нафталина, этилбензола, углеводородов нефти, пестицидов, толуола, изопрена, а также хлорорганических соединений. Более 150 выделенных культур были проверены на способность использовать эти соединения в качестве единственного ростового субстрата в минеральной среде, при концентрации в среде фенолов от 0,1 г/л до 3,0 г/л, нефти 1–2%, пиноксадена и толуола до 0,5%. Рост культур и определение активности ферментов изучали спектрофотометрически (спектрофотометр UV-1800, “Shimadzu”, Япония): оптическую плотность детектировали при длине волны 590 нм, присутствие фенола контролировали, снимая спектры в диапазоне 220–350 нм. Для наиболее активных изолятов была определена способность накапливать биомассу при повышенной солености среды в широком диапазоне температур (от 25 ℃ до 55 ℃). Нами было отобрано 7 штаммов, которые являются эффективными деструкторами ряда целевых загрязнителей, исследованы их субстратные возможности, а также способность к стимуляции роста растений. В ходе исследования было показано, что штамм Rhodococcus sp. 7В способен к утилизации фенола в концентрации 2 г/л и нефтепродуктов в концентрации до 2%, при 10% солености среды при температурах от 28 ℃ до 55 ℃. При культивировании на сырой нефти и дизельном топливе штамм Rhodococcus sp. 7В разлагал эти соединения на 63,8% и 42% соответственно. Исследуемый штамм рос в питательной среде, единственным источником энергии и углерода в которой являлось моторное масло. Показано, что для него характерно ростостимулирующее действие по отношению к таким растениям, как рожь, пшеница, картофель. В процессе работы выяснен ряд особенностей выделенных бактерий. Так, впервые для рода Exiguobacterium было показано, что штамм Exiguobacterium alkaliphilum Eх1 активно деградирует углеводороды при 28 ℃ и солености 11%, а также обладает ростостимулирующими свойствами по отношению к растениям. Штамм Pseudomonas sp. 8/1С способен к утилизации фенола в концентрации до 2 г/л и пиноксадена в концентрации до 0,5%. Культуры, Stenotrophomonas sp. Fch 5 и Lysinibacillus sp. Fg1, выделенные из ризосферы растений, показали способность к деструкции более чем 15 различных соединений, в том числе относящихся к стойким органическим загрязнителям. Определено, что культура Acinetobacter pittii 2А способна расти на минеральной среде с концентрацией фенола до 2,5 г/л. Для культур Rhodococcus sp. 7В и Exiguobacterium alkaliphilum Eх1 проведено полногеномное секвенирование. Для всех изолятов определены как оптимальные, так и возможные условия культивирования и применения, что значительно облегчает их культивирование и как следствие масштабирование полученных результатов. Все штаммы были проверены на токсичность с использованием дафний в качестве тест-объекта. Таким образом, в результате проведенной работы выделены новые бактерии-деструкторы, способные к деградации целого ряда токсичных органических соединений. Более 20 штаммов депонированы во Всероссийскую коллекцию микроорганизмов ИБФМ РАН, 6 бактерий переданы на полевые испытания. Широкий спектр утилизируемых штаммами субстратов является основой для создания биопрепаратов, перспективных для биоремедиации почв, подвергшихся воздействию тех или иных токсичных поллютантов в широком диапазоне температур при высокой солености очищаемой среды. |
| Document Type: | Article Conference object |
| Language: | Russian |
| DOI: | 10.34756/geos.2023.17.38763 |
| Accession Number: | edsair.doi...........95d44750f21a3d25012f22ab8fdf4064 |
| Database: | OpenAIRE |
| DOI: | 10.34756/geos.2023.17.38763 |
|---|