Сравнительный физиолого-биохимический и генетический анализ бактерий-деструкторов нефти из географически удаленных регионов : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель М. А. Титок

Abstract

Объект исследования: бактерии-деструкторы нефти, выделенные из образцов почвы и грунта на территории Беларуси, Ирака, Ливии и Антарктиды. Цель задания: изучение физиолого-биохимических и генетических особенностей микроорганизмов-деструкторов нефти, выделенных из географически удаленных регионов с разными условиями внешней среды (температура, содержание солей, радиация). Методы исследования: микробиологические, генетические и молекулярно-генетические методы. В процессе исследований были использованы следующие приборы: аппарат для гель-электрофореза, аппарат для анализа гелей, аппарат для полимеразной цепной реакции, автоматический секвенатор LiCor, весы лабораторные аналитические, центрифуги, термостаты, холодильники, сушильные шкафы, автоклав, качалки, водяные бани. В результате проведенных исследований собрана уникальная коллекция бактерий-деструкторов нефти, выделенных из географически удаленных регионов, в том числе на территории Ливии (10 штаммов), Ирака (4 штамма), Беларуси (4 штамма) и Антарктиды (4 штамма). Все изолированные микроорганизмы характеризовались способностью расти при температуре 28 °С. При низких температурных режимах (4 °С) росло 5 штаммов, при повышенных температурах (45 °С) 14 штаммов. Штамм FD9 (Ирак) являлся термофильным (рос при температурах от 28 до 55 °С). При крайних значениях рН 4,0 и рН 12,0 росло 2 и 6 штаммов, соответственно. Наиболее широким диапазоном рН-среды (рН 4,0–12,0) характеризовались штаммы FD1 и FD9. Штаммы 10-15, FD4 и FD3 являлись алкалофильными, оптимум рН-среды составлял от рН 9,0 до рН 10,0. Большинство микроорганизмов росло в средах с содержанием NaCl до 5 %. Штамм FD3 характеризовался галофильными свойствами, рос при концентрации NaCl до 14 % (оптимальное значение концентрации NaCl составляло 5 %). Наибольшим спектром утилизируемых субстратов характеризовались штаммы L5А-BSU, 8А-3А, 6-3 (Ливия), AL18 (Беларусь), которые помимо нефти утилизировали от 19 до 14 углеводородных соединений. Установлена таксономическая принадлежность бактерий-деструкторов, на основании которой они отнесены к родам Rhodococcus (выделены на территории Беларуси, Ливии, Антарктиды), Bacillus (Ливия, Ирак), Pseudomonas (Ливия), Arthrobacter (Беларусь), Micrococcus (Беларусь), Acinetobacter (Ливия), Deinococcus (Антарктида), Dietzia (Ливия), Planococcus (Ирак) и Enterobacter (Ирак). У бактерий R. pyridinivorans, выделенных из различных регионов, охарактеризованы уникальные генетические детерминанты, ответственные за катаболизм нафталина. Уставлено, что бактерии R. erythropolis A29-k1 эффективно продуцировали биоПАВ (1,9 г/л) и обладали высокой антифунгальной активностью. Совместно с российскими коллегами создан консорциум из трех штаммов актинобактерий, обеспечивающий эффективную деградации нефти в жидкой среде и в песчаном грунте (до 70 %).