Preview

Юг России: экология, развитие

Расширенный поиск

БИОДЕГРАДАЦИЯ НЕФТИ КОНСОРЦИУМОМ ШТАММОВ-НЕФТЕДЕСТРУКТОРОВ В ЛАБОРАТОРНЫХ МОДЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ

https://doi.org/10.18470/1992-1098-2018-1-184-198

Полный текст:

Аннотация

Резюме. Цель. Оценить эффективность консорциума углеводородокисляющих бактерий в различных модельных системах. Методы. Для проведения экспериментов использовали два типа модельных систем: с жидкой минеральной средой и с нестерильной почвой. Для определения численности микроорганизмов применяли стандартную методику серийных разведений с высевом до отдельных колоний. Индивидуальные штаммы в консорциуме различали с помощью селективных сред с антибиотиками. Деградацию нефти оценивали методом ИК-спектрометрии. Результаты. Консорциум способен к эффективной деструкции нефти в жидкой среде при 4°С и при 24°С, причём относительно контроля убыль нефти несколько выше при низкой температуре. При 50°С консорциум оказался неактивен. В модельных почвенных системах стимуляция аборигенных микроорганизмов путем внесения минеральных удобрений не приводила к значительным изменениям численности микроорганизмов-нефтедестукторов, однако степень деградации нефти увеличилась. При совместном внесении микробного консорциума и удобрения в почвенную систему наблюдалась наибольшая численность, как гетеротрофных бактерий, так и углеводородокисляющих штаммов. Степень деструкции нефти в этой системе также была наибольшей: 59% через 42 суток при комнатной температуре. Выводы. Разработанный бактериальный консорциум обладает высокой нефтедеградирующей активностью как при низких (4°С), так и при умеренных (18-25°С) температурах. В нестерильных почвенных системах микроорганизмы консорциума не подавляют местную биоту, сохраняя свою численность примерно на постоянном уровне, но при этом вносят основной вклад в деградацию загрязнения.

Об авторах

Анна А. Ветрова
Институт биохимии и физиологии микроорганизмов имени Г.К. Скрябина РАН.
Россия

Анна А. Ветрова – кандидат биологических наук.

Пущино.



Владимир А. Забелин
ООО «Биоойл».
Россия
Владимир А. Забелин – кандидат технических наук, директор. Новосибирск.


Анастасия А. Иванова
Институт биохимии и физиологии микроорганизмов имени Г.К. Скрябина РАН.
Россия

Анастасия А. Иванова – кандидат биологических наук.

Пущино.



Любовь А. Адаменко
Научно-исследовательский институт экспериментальной и клинической медицины СО РАН.
Россия

Любовь А. Адаменко – младший научный сотрудник.

Новосибирск.



Янина А. Делеган
Институт биохимии и физиологии микроорганизмов имени Г.К. Скрябина РАН.
Россия

Янина А. Делеган – кандидат биологических наук.

Пущино.



Кирилл В. Петриков
Институт биохимии и физиологии микроорганизмов имени Г.К. Скрябина РАН.
Россия

Кирилл В. Петриков – кандидат химических наук.

Пущино.



Список литературы

1. Алехин В.Г., Фахрутдинов А.И., Малышкина Л.А., Ситников А.В., Емцев В.Т., Хотянович А.В. Сравнительная эффективность деструкции нефтепродуктов различными биопрепаратами при разных уровнях загрязнения торфогрунтов // Биологические ресурсы и природопользование. 1999. Вып. 3. С. 96–106.

2. Wang Q., Zhang Sh., Li Y., Klassen W. Potential approaches to improving biodegradation of hydrocarbons for bioremediation of crude oil pollution // Journal of environmental protection. 2011. N 2. P. 47–55. doi: 10.4236/jep.2011.21005

3. Кузнецов А.Е., Градова Н.Б., Лушников С.В., Энгельхарт М., Вайссер Т., Чеботаева М.В. Прикладная экобиотехнология. М.: Бионом, 2010. 629 с.

4. Ермоленко З.М., Чугунов В.А., Герасименко В.Н. Влияние некоторых факторов окружающей среды на выживаемость внесенных бактерий, разрушающих нефтяные углеводороды // Биотехнология. 1997. N 5. С. 12–19.

5. Ботоер М. Микробные сообщества в мерзлотных почвах Сибири // Тезисы докладов Второй международной конференции «Освоение Севера и проблемы рекультивации», Сыктывкар, 1997. С. 117–119.

6. Stewart R.S. Distribution of multiple oil tolerant and oil degrading bacteria around a site ofnutural crude oil seepage // Texas Journal of Science. 1997. N 4. P. 49.

7. Киреева Н.А., Новоселова Е.И., Хазиев Ф.Х. Ферменты азотного обмена в нефтезагрязненных почвах // Известия РАН. Сер. Биология. 1997. N 6. С. 203–206.

8. Коронелли Т.В., Комарова Т.И., Ильинская В.В., Кузьмин Ю.И., Кирсанов Н.Б., Яненко А.С. Интродукция бактерий рода Rhodococcus в тундровую почву, загрязненную нефтью // Прикладная биохимия и микробиология. 1997. Т.33, N 2. С. 198–201.

9. Нечаева И.А., Гафаров А.Б., Филонов А.Е., Пунтус И.Ф., Боронин А.М. Составление и отбор ассоциаций микроорганизмов, способных к деградации углеводородов нефти при пониженной температуре // Известия Тульского государственного университета. Серия Химия. 2006. Вып. 6. С. 179–188.

10. Суровцева Е.Г., Ивойлов В.С., Беляев С.С. Деградация ароматической фракции нефти ассоциацией грамположительных и грамотрицательных бактерий // Микробиология. 1997. Т. 66, N 1. С.78–83.

11. Ветрова А.А, Нечаева И.А., Игнатова А.А., Пунтус И.Ф., Аринбасаров М.У., Филонов А.Е., Боронин А.М. Влияние катаболических плазмид на физиологические параметры бактерий рода Pseudomonas и эффективность биодеструкции нефти // Микробиология. 2007. Т. 76, N 3. С. 354– 360.

12. Ветрова А.А., Овчинникова А.А., Пунтус И.Ф., Филонов А.Е., Боронин А.М. Интенсификация биодеградации нефти плазмидосодержащими штаммами Pseudomonas в модельных почвенных системах // Биотехнология. 2009. N 4. C. 82–90.

13. Filonov A., Ovchinnikova A., Vetrova A., Nechaeva I., Petrikov K., Vlasova E., Akhmetov L., Puntus I., Shestopalov A., Zabelin V., Boronin A. OilSpill Bioremediation, Using A Commercial Biopreparation “MicroBak” and A Consortium Of PlasmidBearing Strains “V&O” With Associated Plants. In: Introduction to Enhanced Oil Recovery (EOR) Processes and Bioremediation of Oil-Contaminated Sites. Rijeka, Croatia: InTech, 2012. P. 291–318.

14. Филонов А.Е., Овчинникова А.А., Ветрова А.А., Нечаева И.А., Петриков К.В., Власова Е.П., Росс Д.В., Ахметов Л.И., Пунтус И.Ф., Забелин В.А., Боронин А.М Микроорганизмы и биопрепараты для очистки окружающей среды от нефтяных загрязнений // Материалы международной конференции «Окружающая среда и человек: друзья или враги?», Пущино, 22-24 июня, 2011. С. 189–192.

15. Андреева И.С., Емельянова Е.К., Загребельный С.Н., Олькин С.Е., Резникова И.К., Репин В.Е. Психротолерантные штаммы-нефтедеструкторы для биоремедиации почв и водной среды // Биотехнология. 2006. N 1. С. 43–52.

16. Карпенко Е.В., Вильданова-Марцишин Р.И., Щеглова Н.С., Пирог Т.П., Волошина И.Н. Перспективы использования бактерий рода Rhodococcus и микробных поверхностноактивных веществ для деградации нефтяных загрязнений // Прикладная биохимия и микробиология. 2006. Т. 42, N 2. С. 175–179.

17. Кобзев Е.Н., Петрикевич С.Б., Шкидченко А.Н. Исследование устойчивости ассоциации микроорганизмов-нефтедеструкторов в открытой системе // Прикладная биохимия и микробиология. 2001. Т.37, N 4. С. 413–417.

18. Evans C., Herbert D., Tempest D. The continiuous cultivation of microorganisms. 2. Construction of a Chemostat // Methods in Microbiology. 1970. V. 2, N 4. P. 277–327.

19. Sambrook J., Fernley H., Maniatis T. Molecular cloning: a laboratory manual. New York: Cold Spring Harbor Lab. Press, 1989. 480 p.

20. King E., Ward M., Raney D. Two simple media for demonstration of pyocyanin and fluorescin // J. Lab. Clin. Med. 1954.V. 44, N 2. P. 301–307.

21. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв. М.: Агропромиздат, 1986. 416 с.

22. Определение концентрации нефти в почве методом инфракрасной спектрофотометрии: Методические указания. Под ред. Кучурова Л.С., Максакова Е.И. М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2006. 16 с.

23. Megharaj M., Ramakrishnan B., Venkateswarlu K., Sethunathan N., Naidu R. Bioremediation approaches for organic pollutants: a critical perspective // Environ Int. 2011. V. 37, N 8. P. 1362–1375. doi: 10.1016/j.envint.2011.06.003

24. Tyagi M., da Fonseca M.M., de Carvalho C.C. Bioaugmentation and biostimulation strategies to improve the effectiveness of bioremediation processes // Biodegradation. 2011. V. 22, N 2. P. 231– 241. doi: 10.1007/s10532-010-9394-4

25. Perelo L.W. In situ and bioremediation of organic pollutants in aquatic sediments // J Hazard Mater. 2010. vol. 177, iss. 1-3. P. 81–89. doi: 10.1016/j.jhazmat.2009.12.090

26. Успабаева A.A. Изучение влияния углеводородов нефти на распространения почвенной микрофлоры // Вестник Евразийского национального университета им. Л.Н. Гумилева. 2011. N 2. С. 281–285.

27. Boronin A.M., Kosheleva I.A. Diversity of naphthalene biodegradation systems in soil Bacteria. In: Handbook of hidrocarbon and lipid microbiology. Berlin: Springer, 2009. P. 1155–1165.

28. Yano H., Miyakoshi M., Ohshima K., Tabata M., Nagata Y., Hattori M., Tsuda M. Complete nucleotide sequence of TOL plasmid pDK1 provides evidence for evolutionary history of IncP-7 catabolic plasmids // J Bacteriol. 2010. vol. 192, N 17. P. 4337–4347. doi: 10.1128/JB.00359-10

29. Ikuma K., Gunsch C.K. Functionality of the TOL plasmid under varying environmental conditions following conjugal transfer // Appl Microbiol Biotechnol. 2013. vol. 97, N 1. P. 395–408. doi: 10.1007/s00253012-3949-8

30. Ikuma K., Gunsch C.K. Genetic bioaugmentation as an effective method for in situ bioremediation: functionality of catabolic plasmids following conjugal transfers // Bioengineered. 2012. vol. 3, N. 4. P. 236–241. doi: 10.4161/bioe.20551

31. Li S., Zhao H., Li Y., Niu S., Cai B. Complete nucleotide sequence of plasmid pND6-2 from Pseudomonas putida ND6 and characterization of conjugative genes // Gene. 2013. vol. 512, N 1. P. 148– 156. doi: 10.1016/j.gene.2012.09.065

32. Shintani M., Takahashi Y., Yamane H., Nojiri H. The behavior and significance of degradative plasmids belonging to Inc groups in Pseudomonas within natural environments and microcosms // Microbes Environ. 2010. vol. 25, N 4. P. 253–265.

33. Bathe S., Hausner M. Plasmid-mediated bioaugmentation of wastewater microbial communities in a laboratory-scale bioreactor // Methods Mol Biol. 2010. N 599. P. 185–200. doi: 10.1007/978-1-60761439-5_12

34. Биккинина А.Г, Логинов О.Н., Силищев Н.Н., Бакаева М.Д., Галимзянова Н.Ф., Бойко Т.Ф. Повышение эффективности процесса биоремедиации отработанной отбеливающей земли, загрязненной углеводородами, при совместном использовании комплекса биопрепаратов «Ленойл» и «Азолен» // Биотехнология. 2006. N 5. С. 57–62.


Для цитирования:


Ветрова А.А., Забелин В.А., Иванова А.А., Адаменко Л.А., Делеган Я.А., Петриков К.В. БИОДЕГРАДАЦИЯ НЕФТИ КОНСОРЦИУМОМ ШТАММОВ-НЕФТЕДЕСТРУКТОРОВ В ЛАБОРАТОРНЫХ МОДЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ. Юг России: экология, развитие. 2018;13(1):184-198. https://doi.org/10.18470/1992-1098-2018-1-184-198

For citation:


Vetrova A.A., Zabelin V.A., Ivanova A.A., Adamenko L.A., Delegan Y.A., Petrikov K.V. OIL BIODEGRADATION BY CONSORTIUM OF OIL DEGRADING MICROORGANISMS IN LABORATORY MODEL SYSTEMS. South of Russia: ecology, development. 2018;13(1):184-198. (In Russ.) https://doi.org/10.18470/1992-1098-2018-1-184-198

Просмотров: 113


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1992-1098 (Print)
ISSN 2413-0958 (Online)