Углеводородокисляющие микроорганизмы – перспективные объекты экологической биотехнологии
Дипломная работа - Биология
Другие дипломы по предмету Биология
загрязнения до 90%. Полученный грунт не токсичен для растений и инфузорий. [7]
4.3 Биоремедиации почв и водной среды
Еева, Е.К. Емельянова, ОН. Загребельный, СЕ. Олькин, И.К. Резникова, В.Е. Репин в венном научном центре вирусологии и биотехнологии "Вектор" выделяли психрофильные и галотолерантные микроорганизмы-нефтедеструкторов, способных эффективно деградировать нефть и нефтепродукты в климатических условиях северных регионов с перспективой их использования в целях биоремедиации.
Исследователями был проведён скрининг штаммов по признаку нефтепоглощающей активности. В ходе исследования природных субстратов были выделены мезофильные и психрофильные микроорганизмы и была доказана их нефтеокисляющая способность.
Полученные группой учёных штаммы-нефтедеструкторы идентифицированы как представители родов Arthrobacter, Bacillus, Pseudomonas, Rhodo:cus, Mycobacterium, Actinomyces, Nocardia и выделены также утилизирующие нефть штаммы дрожжей (в том числе Yarrowia lipolylicd) и плесневых грибов. При различных условиях микроорганизмы-деструкторы утилизировали нефть с разной эффективностью. Отличительной чертой -значительной части штаммов коллекции является способность к росту и окислению нефтепродуктов при пониженных температурах.
Для ряда штаммов (Bacillus sp. 282, Arthrobacter sp. 283, штаммов дрожжей NF 4-2 и NF 5-1) степень биодеградации нефти была выявлена весовым методом. Учёные показали, что за 7 суток культивирования исследованные штаммы утилизировали от 69 до 84 % от исходного содержания нефти. Групповой состав компонентов нефти позволил им выявить соотношение углеводородов к смолам и асфальтенам после биодеградации. Наибольшая деструкция смол и асфальтенов, относящихся к наиболее трудно утилизируемым микроорганизмами фракциям нефти, обнаружена в образцах со штаммами дрожжей NF 4-2 и NF 5-1.
Исследователями было выяснено, что штаммы микроорганизмов-деструкторов Y. lipolytica NF5-1 я Pseudomonas sp. KL-1, входящие в состав ассоциации (исходное соотношение 1:1), способны расти и утилизировать нефтепродукты в широком диапазоне температур (4-35), рН среды (4-8,5) и при повышенных концентрациях соли (NaCl до 7 %).
При повышенных концентрациях соли, ассоциация штаммов Pseudomonas sp. KL-1 и Y. lipolytica NF5-1 достаточно активно окисляла нефть При 5% NaCl степень утилизации достигала 78 %, а при 7% NaCl - 73 % за 6 сут. Эта же ассоциация достаточно эффективно утилизировала. [9]
4.3.1 Использование психротолерантных штаммов-нефтедеструкторов для биоремедиации почв и водной среды
Исследования показали, что при совместном использовании штаммы-нефтедеструкторы Pseudomonas sp. KL-1 и Y. lipolytic; NF5-1 обладают высокой биоэмульгирующей и нефтеокисляющей активностью, а также устойчивостью к неблагоприятным факторам окружающей среды (способны утилизировать нефть в условиях значительных колебаний температуры и рН среды, а также при ее засоленности).,а также выявлена высокая степень утилизации нефти разного фракционного состава выделенными штаммами-деструкторами. Эффективными углеводород-утилизирующими культурами являются Pseudomonas sp. KL-1, Y. lipolytica NF5-1, Candida sp. Nb 2, Arthrobacter sp. Ja 285p, и Arthrobacter sp. Ja 269p., Они перспективны для биотехнологических разработок. Штаммы являются также психротолерантными и солеустойчивыми (до 5-10% NaCl). Это предполагает возможность их использования в засоленных природных субстратах при пониженных температурах.[17]
Было показано, что ассоциация штаммов Pseudomonas sp. KL-1 и Y. lipolytica NF5-1 является эффективной в широком интервале температур (в том числе пониженных); составляющие ее штаммы не проявляют антагонизм по отношению друг к другу и к представителям эндогенной микрофлоры почв, что позволяет рекомендовать данную ассоциацию для дальнейшей разработки комплексных препаратов биоремедиации в условиях северных регионов. [18]
4.3.2 Биоремедиация почв в условиях северных регионов России
Н.Н. Волченко и Э.В. Карасёва в Кубанском государственном университете провели скрининг штаммов - продуцентов биоПАВ среди нефтеокисляющих бактерий. Объектом исследования являлись изоляты углеводородокисляющих бактерий, полученных из коллекции культур.
Сущность метода заключается в колориметрической оценке количества клеток, находящихся между гидрофильной и гидрофобной фазами.
Для определения эффективности смеси используется индекс эмульгирования (ИЭ). ИЭ представляет собой показатель, характеризующий эмульгирующую активность микробной культуры. Принцип определения заключается в оценке объема эмульсии, образовавшейся в результате встряхивания образца культуры-эмульгатора с гидрофобной жидкостью. ИЭ вычисляют по формуле
ИЭ = (УЭ/УП) 100%,
где V3 - объем эмульсии,
Vn - полный объем жидкости, включающий в себя объем водный фазы (культура или супернатант) + объем углеводородной фазы (в нашем случае - дизтопливо) + объем образовавшейся эмульсии.
Первичному скринингу на наличие поверхностно-активных свойств подверглись 39 изолята углеводородокисляющих бактерий, большая часть которых принадлежала к группе нокардиоморфных актиномицетов. Клетки некоторых штаммов, выращенные на питательном агаре, обладали поверхностно-активными свойствами - эмульгировали дизельное топливо, но не снижали уровень поверхностного натяжения среды. Исследуемые изоляты были проверены на способность к деградации нормального гексадекана в жидкой минимальной среде. В результате были отобраны 10 культур, продемонстрировавшие разную интенсивность роста.
Наиболее активными являлись культуры F2, В2, J8,