Биологические науки/6. Микробиология

Гудзенко Т.В., Волювач О.В., Бухтіяров А.Є., Лісютін Г.В., Конуп І.П., Бєляєва Т.О., Пузирьова І.В., Горшкова О.Г., Штеніков М.Д.,

Дімова М.І., Стьопина Т.О., Писарьська М.М, Остапчук Т.О.

Одеський національний університет імені І.І. Мечникова, Одеса

Дослідження біологічних властивостей колекційних культур бактерій-деструкторів вуглеводнів нафти після довготривалого зберігання

Використання мікробіологічних засобів при ліквідації нафтових забруднень води і ґрунту є часто практично єдиною можливістю відновлення природних біоценозів. До того ж, мікробіологічні методи є найбільш дешевими у порівнянні з іншими способами.

Використання біотехнологій в арсеналі засобів для швидкого реагування при ліквідації нафтового забруднення ґрунту дозволяє блокувати забруднення в найкоротший термін і попередити його поширення; ліквідувати забруднення з мінімальним екологічним збитком; забезпечити подальшу пролонговану дію по відновленню природних біоценозів із залученням і стимуляцією механізмів самоочищення [1, 2].

В зв’язку з цим перед нами була поставлена задача відібрати з колекції культур мікроорганізмів Одеського національного університету ім. І.І. Мечникова, що є філією Національної колекції культур мікроорганізмів, непатогенні штами бактерій-деструкторів, що володіють не тільки високою нафтоокиснювальною активністю, але є антагоністами патогенних та умовно-патогенних мікроорганізмів, що забруднюють грунт і водне середовище.

В результаті проведених досліджень було відібрано 3 штами бактерій-деструкторiв вуглеводнів нафти - Pseudomonas maltofilia И-17Б_12, Pseudomonas fluorescens И-17Б_11, Pseudomonas cepacea ТБМ та проведено порівняльний аналіз їх нафтоокиснювальної активності після довготривалого зберігання.

Встановлено, що всі штами добре росли на агаризованому середовищі М-9, що містило як єдине джерело вуглецю - нафту в концентраціях від 0,1 г/л до 10, 0 г/л. Найбільше активними за ростовими показниками були штами Pseudomonas fluorescens И-17Б₁₁ і Pseudomonas cepacea ТБМ.

На рідкому поживному середовищі М-9, що містило нафту у кількості 0,1 мг/мл реєструвався інтенсивний приріст біомаси бактерій Pseudomonas fluorescens И-17Б₁₁, помутніння і зміну кольору середовища М-9, дезагрегацію та руйнування нафтової плівки.

Руйнування нафтової плями супроводжувалося появою бактеріальної плівки під нижнім шаром нафти, при цьому збільшувалася оптична щільність середовища, реєструвалося утворення пластівців у товщі поживного середовища.

З даних літератури відомо, що біохімічні процеси деградації нафти за участю мікроорганізмів включають декілька типів ферментативних реакцій на основі оксигеназ, дегідрогеназ і гідролаз, які здійснюють ароматичне і аліфатичне гідроксилювання, окислювальне дезамінування, гідроліз та інші біохімічні процеси [2, 3].

Однак біохімічно-активні штами можуть виявляти патогенні властивості, тому надзвичайно важливим є відбір культур бактерій-деструкторів, що не володіють цитотоксичними і інвазивними властивостями.

Для визначення патогенних властивостей in vitro у якості модельної тест-системи була використана перещеплювана культура клітин людини HeLa, яка дозволяла реєструвати цитотоксичні і інвазивну активність бактерій.

Бактерії-деструктори Pseudomonas fluorescens И-17Б₁₁ і Pseudomonas cepacea ТБМ не викликали морфологічних змін і деструкцію моношару клітин людини HeLa, не проникали у цитоплазму і не інфікували клітини, тобто цитотоксичні і інвазивні властивості в них були відсутні.

Для створення нового препарату, призначеного для очищення водного середовища, нами був відібраний штам Pseudomonas fluorescens И-17Б₁₁. Він був антагоністом широкого спектру дії - пригнічував ріст грам-позитивних і грам-негативних мікроорганізмів.

Найбільш виражена затримка росту (11,0-16,0 мм) спостерігалась у грам-позитивних тест-культур Micrococcus luteus 41-42, (15,6±2,1 мм) і Micrococcus varians 72 (16,5±0,9 мм), Pseudomonas aeruginosa 395 (12,0±1,1 мм), Еnterobacter sp. 30 (10,9±0,1 мм) і Еnterobacter sp. 233 (10,5±1,5 мм), Klebsiellа aerogenes 24 (10,0±1,0 мм).

Таким чином, штам Pseudomonas fluorescens И-17Б₁₁, відібраний з колекції культур мікроорганізмів Одеського національного університету ім. І. І. Мечникова, володіє необхідними біотехнологічними властивостями і може бути рекомендований як основа при створенні нового препарату, призначеного для очистки від нафтопродуктів навколишнього середовища.

Список використаної літератури:

1. Кормак Д.В. Борьба с загрязнением моря нефтью и химическими веществами.-М.: Транспорт, 1999.-С.324.

2. Коронелли Т.В. Микробиологическая деградация углеводородов и ее экологические последствия // Биол. науки. – 1982. - №3. - С. 5-13.

3. Современная микробиология. Прокариоты: в 2-х томах / Под ред. Й. Ленгелера, Г. Древса, Г. Шлегеля. – М.: Мир, 2005. – 1146 с.