СТІЙКІСТЬ ДО ВАЖКИХ МЕТАЛІВ АЦИДОФІЛЬНИХ ХЕМОЛІТОТРОФНИХ БАКТЕРІЙ, ЩО ВИДИЛЕНІ З ТЕХНОГЕННОЇ СИРОВИНИ
DOI:
https://doi.org/10.18524/2307-4663.2019.1(45).159902Ключові слова:
ацидофільні хемолітотрофні бактерії, відвальні продукти паливно-енергетичного комплексу, резистентність, йони важких металівАнотація
Мета. Визначення стійкості до йонів важких металів ацидофільних хемолітотрофних бактерій, що ізольовані з відвальних порід паливно-енергетичного комплексу України. Методи. Бактерії культивували на агаризованому середовищі Сильвермана-Лундгрема 9К у присутності йонів міді, цинку, нікелю, кобальту і кадмію в діапазоні концентрацій 0,5–12,0 г/дм3 з інтервалом 0,5 г/дм3 , йонів свинцю – в діапазоні 0,25–1,50 г/дм3 з інтервалом 0,05 г/дм3 , мезофільні бактерії культивували при 35,0 ± 0,2 ºС, помірно термофільні – при 50,0 ± 0,2 ºС протягом семи діб. Облік результатів здійснювали візуально, порівнюючи дослідні варіанти з контрольними; за контроль слугувало середовище 9К без йонів металів. Результати. Отримані результати свідчать про високий рівень резистентності ізольованих бактерій родів Acidithiobacillus і Sulfobacillus до різних йонів важких металів. Мінімальні пригнічувальні концентрації металів для вивчених штамів в кілька разів перевищували їх вміст у відвальних породах паливно-енергетичного комплексу. Встановлено ряд токсичності йонів металів по відношенню до виділених штамів: найбільш токсичним виявився йон Pb2+ (МІК для всіх штамів знаходилася в діапазоні 0,35–0,70 г/дм3 ), найменш токсичним – йон Cu2+ (МІК досягала 11,5 г/дм3 ). Визначено ряд стійкості ізольованих штамів ацидофільних хемолітотрофних бактерій родів Acidithiobacillus і Sulfobacillus по відношенню до йонів токсичних металів. Максимальною стійкістю володіли штами, ізольовані з відходів збагачення вугілля, мінімальною – штами, ізольовані з відходів спалювання вугілля, а також колекційний штам. Висновки. Виділені з техногенної сировини штами ацидофільних хемолітотрофних бактерій відносяться до полірезистентних, так як вони проявили високий рівень стійкості до широкого кола йонів важких металів в широкому діапазоні концентрацій. Резистентність штамів залежить від їх індивідуальних особливостей і джерел виділення. Виявлено міжвидові і внутрішньовидові відмінності штамів за резистентністю, що може бути пов'язано з різними чинниками фізіологічного і генетичного характеру.
Посилання
Karpinets L, Lobachevska O, Baranov V, Diakiv S, Hnatush S. Total Content of Nitrogen and Heavy Metals in the Mosses Gametophyte and in Upper Layer of Technogenic Substrates of the Mine Dumps. Studia Biologica. 2017;11(1):101-8. (In Ukrainian). DOI: https://doi.org/10.30970/sbi.1101.521
Kushkevych I, Gnatush S, Gudz S. Vplyv vazhkyx metaliv na klityny mikroorganizmiv. Visnyk Lviv. un-tu. Seriya biologichna. 2007; 45: 3–28. (In Ukrainian).
Tashyrev AB, Rokitko PV, Levishko AS, Romanovskaya VA, Tashyreva AA. Ustoychivost k toksichnyim metallam hemoorganotrofnyih bakteriy, izolirovannyih iz antarkticheskih klifov. Mіkrobіol. Zhurn. 2012; 74(2): 3–7 (in Russian)
Tashirev AB, Rokitko PV, Suslova OS. Ustoychivost mikroorganizmov karstovyih polostey mushkarova yama i kuybyishevskaya k soedineniyam toksichnoy medi (II). Voda: Himiya i ekologiya. 2015; 1: 64–72. (in Russian)
Teplaya GA. Tyazhelyie metallyi kak faktor zagryazneniya okruzhayuschey sredyi. Obzor. Astrahanskiy vestnik ekologicheskogo obrazovaniya. 2013; 1(23): 182–192. (in Russian)
Ianieva OD. Mehanizmyi ustoychivosti bakteriy k ionam tyazhelyih metallov. Mіkrobіol. Zhurn. 2009; 71(6): 54–65. (in Russian)
Almarcegui RJ, Navarro CA, Paradela A, Albar JP et al. Response to copper of Acidithiobacillus ferrooxidans ATCC 23270 grown in elemental sulfur. Research in Microbiology. 2014; 165: 761–772. doi.org/10.1016/j.resmic.2014.07.005.
Baillet F, Magnin JP, Cheruy JP, Ozil P. Cadmium Tolerance and Uptake by a Thiobacillus Ferrooxidans Biomass, Environmental Technology. 1997; 18(6): 631–637. doi: 10.1080/09593331808616581.
Banerjee C. Genetics of metal resistance in acidophilic prokaryotes of acidic mine environments. Indian Journal of Experimental Biology. 2004; (42): 9–25. doi 10.1099/mic.0.037143-0
Blayda I, Vasylieva T, Sliusarenko L, Vasylieva N, Baranov V, Shuliakova S. Isolation and Study of the Main Properties of Acidophilic Chemolithotrophic Bacteria Isolated from the Waste Dumps of Fuel-energy Complex of Ukraine. Studia Biologica.2018; 12(3-4): 3-16. DOI: https://doi.org/10.30970/sbi.1203.570.
Boyer A, Magnin JP, Ozil P. Copper ion removal by Thiobacillus ferrooxidans biomass. Biotechnology Letters. 1998; 20(2): 87–190.
Gadd GM. Metals, minerals and microbes: geomicrobiology and bioremediation. Microbiology. 2010; 156: 609–643. DOI 10.1099/mic.0.037143-0
Kondratyeva TF, Muntyan LN, Karavaiko GI. Zinc- and arsenic-resistant strains of Thiobacillus ferrooxidans have increased copy numbers of chromosomal resistance genes. Microbiology. 1995; 141: 1157-1162. doi: 10.1099/13500872- 141-5-1157
Kuzmishyna S, Hnatush S, Moroz O, Karpinets L, Baranov V. Microbiota Of Chervonograd Mining Region. Visnyk of the Lviv University. Series BIology. 2014;67:234-42.
Natarajan KA, Sudeesha K, Ramananda GR. Stability of copper tolerance in Thiobacillus ferrooxidans. Antonie van Leeuwenhoek. 1994; 66: 303–306. doi:10.1007/BF00882764
Orellana LH, Jerez CA. A genomic island provides Acidithiobacillus ferrooxidans ATCC 53993 additional copper resistance: a possible competitive advantage. Appl Microbiol Biotechnol. 2011;92(4): 761-767. doi: 10.1007/s00253- 011-3494-x
Tuovinen OH, Niemelä SI, Gyllenberg HG. Tolerance of Thiobacillus ferrooxidans to some metals. Antonie van Leeuwenhoek. 1971; 37(1): 489-496.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Мікробіологія і біотехнологія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автор передає журналу (університету) на безоплатній основі невиключні права на використання статті (на весь строк дії авторського права починаючи з моменту публікації, розміщення статті на веб-сторінці журналу, в репозитарії відкритого доступу) без одержання прибутку; на відтворення статті чи її частин в електронній формі (включаючи цифрову); виготовлення ії електронних копій для постійного архівного зберігання; виготовлення електронних копій статті для некомерційного розповсюдження; внесення статті до бази даних репозитарію; надання електронних копій статті в доступі мережі інтернет.
Автор гарантує, що у статті не використовувалися статті або авторські права, які належать третім особам; гарантує, що на момент розміщення статті на веб-сторінці, в репозитарії ОНУ лише йому належать виключні майнові права на статтю, що розміщується; майнові права на статтю ні повністю, ні в частині нікому не передано (не відчуджено), майнові права на статтю ні повністю, ні в частині не є предметом застави, судового спору або претензій з боку третіх осіб.
Автор зберігає за собою право використовувати самостійно чи передавати права на використання статті третім особам.
Автор надає журналу право на використання статті такими способами:
переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати її за погодженням з автором; перекладати статтю у випадку, коли стаття викладена мовою іншою, ніж мова, якою передбачена публікація у виданні. Якщо журнал виявить бажання використовувати статтю іншими способами: перекладати, розміщувати повністю або частково у мережі інтернет, публікувати статтю в інших, в тому числі іноземних виданнях, включати статтю як складову частину до інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, умови оформлюються додатковою угодою.
Автор підтверджує, що він є автором (співавтором) цієї статті; авторські права на дану статтю не передані іншому видавцю; дана стаття не була раніше опублікована у будь-якому іншому виданні до публікації її журналом.
Публікація праць в Журналі здійснюється на некомерційній основі. Комісійна плата за оформлення статті не стягується.
