Деструкция дибутилфталата галотолерантным штаммом Pseudarthrobacter sp. NKDBFgelt

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Дибутилфталат (ДБФ) — ди-н-бутиловый эфир орто-фталевой кислоты, широко используется в химической промышленности в качестве пластификатора и является распространенным загрязнителем окружающей среды. Исследована способность галотолерантного штамма Pseudarthrobacter sp. NKDBFgelt (ВКМ Ас-3035), выделенного из ризосферной почвы района солеразработок (Пермский край, Россия), использовать ДБФ в качестве единственного источника углерода и энергии. Штамм NKDBFgelt способен к росту на ДБФ и орто-фталевой кислоте (ОФК) — ключевом метаболите деструкции ДБФ, при повышенном засолении среды (до 30 и 50 г/л NaCl соответственно), а также к росту на ДБФ в высокой концентрации — до 9 г/л. Штамм осуществлял разложение 75.2% ДБФ (начальная концентрация 200 мг/л) к 72 ч культивирования в отсутствии соли, но при повышенном засоления среды (30–70 г/л NaCl) зарегистрирована деструкция ДБФ на уровне 27.8–66.95%. Анализ генома штамма NKDBFgelt выявил кластеры генов, участвующих в разложении ДБФ, ОФК, бензойной кислоты, а также гены, кодирующие ферменты основных путей деструкции ароматических соединений. Галотолерантный штамм Pseudarthrobacter sp. NKDBFgelt имеет высокий деградативный потенциал и перспективен при разработке новых биотехнологий восстановления почв, загрязненных сложными эфирами фталевой кислоты.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

О. В. Ястребова

Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН – филиал Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: olyastr@mail.ru
Россия, Пермь, 614081

А. А. Пьянкова

Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН – филиал Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН

Email: olyastr@mail.ru
Россия, Пермь, 614081

А. В. Назаров

Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН – филиал Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН

Email: olyastr@mail.ru
Россия, Пермь, 614081

Ю. И. Нечаева

Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН – филиал Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН

Email: olyastr@mail.ru
Россия, Пермь, 614081

Е. С. Корсакова

Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН – филиал Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН

Email: olyastr@mail.ru
Россия, Пермь, 614081

Е. Г. Плотникова

Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН – филиал Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН

Email: olyastr@mail.ru
Россия, Пермь, 614081

Список литературы

  1. Naveen K.V., Saravanakumar K., Zhang X., Sathiyaseelan A., Wang M.-H. // Environ. Res. 2022. V. 214. № 1. Article 113781. https://doi.org/10.1016/j.envres.2022.113781
  2. Das M.T., Kumar S.S., Ghosh P., Shah G., Malyan S.K., Bajar S. et al. // J. Hazard. Mater. 2021. V. 409. Article 124496. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.124496
  3. Liang D.-W., Zhang T., Fang H.H.P., He J. // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2008. V. 80. № 2. P. 183–198. https://doi.org/10.1007/s00253-008-1548-5
  4. Kong X., Jin D.C., Tai X., Yu H., Duan G.L., Yan X.L. et al. // Sci. Total. Environ. 2019. V. 667. P. 691–700. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.02.385
  5. Zorníkova G., Jarosova A., Hrivna L. // Acta Univ. Agric. Et. Silvic. Mendel. Brun. 2011. V. 59. P. 233–238. https://doi.org/10.11118/actaun201159030233
  6. Yue D.M., Yu X.Z., Li Y.H. // Int. J. Environ. Sci. Technol. 2015. V. 12. P. 3009–3016. https://doi.org/10.1007/s13762-014-0704-y
  7. Gao M., Dong Y., Zhang Z., Song Z. // Environ. Pollut. 2020. V. 265. Article 114800. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2019.114126
  8. Azaizeh H., Castro P.M.L., Kidd P. // Organic Xenobiotics and Plants. / Eds. P. Schröder, C. D. Collins. Plant Ecophysiology. V. 8. Springer, 2011. P. 191–215. https://doi.org/10.1007/978-90-481-9852-8_9
  9. Бачурин Б.А., Одинцова Т.А. Современные экологические проблемы Севера. Апатиты: Изд-во Кольского НЦ РАН, 2006. T. 2. С. 7–9.
  10. Корсакова Е. С., Шестакова Е. А., Хайрулина Е. А., Назаров А. В. // Российский иммунологический журнал. 2015. Т. 9 (18). № 2 (1). С. 591–593.
  11. Cheng J.J., Liu Y.A., Wan Q., Yuan, L., Yu X.Y. // Sci. Total Environ. 2018. V. 640. P. 821–829. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.05.336
  12. Patil, N.K., Karegoudar, T.B. // World J. Microbiol. Biotechnol. 2005. V. 21. № 8–9. P. 1493–1498. https://doi.org/10.1007/s11274-005-7369-0
  13. Jin D., Kong X., Liu H., Wang X., Deng Y., Jia M., Yu X. // Int. J. Mol. Sci. 2016. V. 17. Article 1012. https://doi.org/10.3390/ijms17071012
  14. Lu Y., Tang F., Wang Y., Zhao J., Zeng X., Luo Q., Wang L. // J. Hazard. Mater. 2009. V. 168. № 2–3. P. 938–943. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2009.02.126
  15. Kumar V., Maitra S.S. // Biotech. 2016. V. 6. № 200. https://doi.org/10.1007/s13205-016-0524-5
  16. Liu T., Li J., Qiu L., Zhang F., Linhardt R.J., Zhong W. // Biotechnol. Bioeng. 2020. V. 117. P. 3712–3726. https://doi.org/10.1002/bit.27524
  17. Nandi M., Paul T., Kanaujiya D.K., Baskaran D., Pakshirajan K., Pugazhenthi G. // Water Supply. 2021. V. 21. № 5. P. 2084–2098. https://doi.org/10.2166/ws.2020.347
  18. Wen Z.D., Gao D.-W., Wu W.-M. // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2014. V. 98. № 10. Р. 4683–4690. https://doi.org/10.1007/s00253-014-5568-z
  19. Chen F., Chen Y., Chen C., Feng L., Dong Y., Chen J., et al.. // Sci. Total Environ. 2021. V. 794. Article 148719. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.148719
  20. Shariati S., Ebenau-Jehle C., Pourbabaee A.A., Alikhani H.A., Rodriguez-Franco M., Agne M. et al. // Biodegradation. 2022. V. 33. P. 59–70. https://doi.org/10.1007/s10532-021-09966-7
  21. Ren C., Wang Y., Wu Y., Zhao H.-P., Li L. // Biodegradation. 2024. V. 35(1). P. 87–99. https://doi.org/10.1007/s10532-023-10032-7
  22. Eaton R.W. // J. Bacteriol. 2001. V. 183. № 12. P. 3689–3703. https://doi.org/10.1128/JB.183.12.3689-3703.2001
  23. Jin D., Kong X., Cui B., Bai Z., Zhang H. // Int. J. Mol. Sci. 2013. V. 14. P. 24046–24054. https://doi.org/10.3390/ijms141224046
  24. Xu X.-R., Li H.-B., Gu J.-D. // Ecotoxicol. Environ. Saf. 2007. V. 68. P. 379–385. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2006.11.012
  25. Yang T., Ren L., Jia Y., Fan S., Wang J., Wang J. et al. // Int. J. Environ. Res. Public Health. 2018. V. 15. Article 964. https://doi.org/10.3390/ijerph15050964
  26. Корсакова Е.С., Пьянкова А.А., Плотникова Е.Г. // Вестник Пермского университета. Серия Биология. 2023. № 4. С. 349‒355. https://doi.org/10.17072/1994-9952-2023-4-349-355
  27. Raymond R.L. // Developments in Industrial Microbiology. 1961. V. 2. № 1. P. 23–32.
  28. Нетрусов А.И. Практикум по микробиологии. М.: Академия, 2005. 608 с.
  29. Prjibelski A., Antipov D., Meleshko D., Lapidus, A., Korobeynikov A. // Current Protocols in Bioinformatics. 2020. V. 70. № 1. e102.
  30. Andrews S. FastQC: A Quality Control Tool for High Throughput Sequence Data; Babraham Bioinformatics, Babraham Institute: Cambridge, UK. 2010.
  31. Bolger A.M., Lohse M., Usadel B. // Bioinformatics. 2014. V. 30. № 15. P. 2114–2120. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btu170
  32. Antipov D., Hartwick N., Shen M., Raiko M., Lapidus A., Pevzner P. // Bioinformatics. 2016. V. 32. № 22. P. 3380–3387. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btw493
  33. Schwengers O., Jelonek L., Dieckmann M.A., Beyvers S., Blom J., Goesmann A. // Microbial Genomics. 2021. V. 7. № 11. Article 000685. https://doi.org/10.1099/mgen.0.000685.
  34. Tatusov R., Galperin M., Natale D., Koonin E. // Nucleic Acids Res. 2000. V. 28. № 1. P. 6–33. https://doi.org/10.1093/nar/28.1.33
  35. Kanehisa M., Goto S., Sato Y., Kawashima M., Furumichi M., Tanabe M. // Nucleic Acids Res. 2014. V. 42. № D1. P. D199–D205. https://doi.org/10.1093/nar/gkt1076
  36. Li C., Liu C., Li R., Liu Y., Xie J., Li B. //Toxics. 2022. V. 10. Article 532. https://doi.org/10.3390/toxics10090532
  37. Кашнер Д. Жизнь микробов в экстремальных условиях. М.: Мир, 1981. 365 с.
  38. Latif A., Ahmad R., Ahmed J., Shah M. M., Ahmad R., Hassan A. // Sci. Hortic. 2023. V. 319. Article 112115. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2023.112115
  39. Issifu M., Songoro E.K., Onguso J., Ateka E.M., Ngumi V.W. // Bacteria. 2022. V. 1. P. 191–206. https://doi.org/10.3390/bacteria1040015
  40. Li J., Peng W, Yin X., Wang X., Liu Z., Liu Q. et al.// J. Hazard. Mater. 2024. V. 465. Article 133138. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2023.133138
  41. Ren L., Lin Z., Liu H., Hu H. // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2018. V. 102. № 3. P. 1085–1096. https://doi.org/10.1007/s00253-017-8687-5
  42. Iwata M., Imaoka T., Nishiyama T., Fujii, T. // J. Biosci. Bioeng. 2016. V. 122. № 2. P. 140–145. https://doi.org/10.1016/j.jbiosc.2016.01.008
  43. Stanislauskienė R., Rudenkov M., Karvelis L. // Biologija. 2011. V. 57. № 3. P. 45–54.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Рост штамма NKDBFgelt в МСР с разными концентрациями ДБФ (г/л): 1 — l.0; 2 — 3.0; 3 — 5; 4 — 7.0; 5 — 9.0.

Скачать (83KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Рост штамма NKDBFgelt в БСР с разными концентрациями NaCl (г/л): 1 — без NaCl; 2 — 70; 3 — 90; 4 — 100; 5 — 110; 6 — 120.

Скачать (86KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Рост штамма NKDBFgelt в МСР с ОФК с разными концентрациями NaCl (г/л): 1 — без NaCl; 2 — 30; 3 — 50; 4 — 70.

Скачать (81KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Разложение ДБФ (%, 1–4) и содержание ОФК (мг/л, 1′–4′) в среде при культивировании штамма NKDBFgelt при разных концентрациях NaCl: 1, 1′ — без NaCl; 2, 2′ — 30; 3, 3′ — 50; 4, 4′ — 70 г/л.

Скачать (160KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Схема предполагаемого пути деградации дибутилфталата штаммом Pseudarthrobacter sp. NKDBFgelt.

Скачать (278KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Ключевые для деградации ДБФ кластеры генов в геноме Pseudarthrobacter sp. NKDBFgelt.

Скачать (262KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Сравнительный анализ pht-кластеров генов штаммов Arthrobacter keyseri 12B (а), Pseudarthrobacter sp. NKDBFgelt (б), Pseudarthrobacter defluvii E5 (в), Arthrobacter sp. 68b (г).

Скачать (323KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025