| Popis: |
Поверхностно-активные вещества биологического происхождения (биоПАВ или биосурфактанты) широко применяются в различных областях, включая фармацевтику, пищевую промышленность, биоразложение, косметику и борьбу с вредителями сельского хозяйства. Особый интерес вызывает использование биоПАВ и продуцирующих их микроорганизмов для очистки окружающей среды от нефтяных загрязнений в составе биопрепаратов. Такие препараты экологически безопасны, эффективны и экономически выгодны. Актинобактерии рода Rhodococcus способны утилизировать широкий спектр органических субстратов, в том числе нефтепродукты, алифатические и ароматические углеводороды. При росте на н-алканах родококки продуцируют биоПАВ гликолипидной природы, которые способны снижать поверхностное натяжение и эмульгировать гидрофобные субстраты, повышая их доступность для биодеградации.Целью настоящей работы являлось изучение поверхностно-активных свойств и кинетики роста нефтеокисляющего штамма Rhodococcus erythropolis F2-2 при культивировании на гексадекане или глюкозе.Штамм Rhodococcus erythropolis F2-2 выделен из образцов нефтезагрязнённых почв фестивального месторождения Ямало-Ненецкого автономного округа, обладает способностью роста на нефти, дизельном топливе, различных алканов: гексадекане, додекане, ундекане, и декане в качестве единственных источников углерода. При росте в жидкой среде Эванса с гексадеканом эффективно снижает поверхностное натяжение за счёт продукции биосурфрактантов. Был определён спектр утилизируемых субстратов (ауксанограмма) и антибиотикорезистентность (антибиотикограмма) штамма Rhodococcus erythropolis F2-2 методом отпечатков и построены кривые роста, а также определены удельная скорость роста, динамика снижения поверхностного натяжения и содержание углеводов в культуре штамма Rhodococcus erythropolis F2-2 при росте на глюкозе или гексадекане в перерасчёте на трегалозу.Как видно из данных рис. 1, численность микроорганизмов (КОЕ) достигает максимума к 29 часу роста (4×108 КОЕ/мл), при этом значение оптической плотности относительно невелико (OП600 2) по сравнению с конечными значениями эксперимента (OП600 10). Следует отметить, что после 29-го часа роста численность микроорганизмов начинает снижаться (фаза отмирания), а оптическая плотность продолжает возрастать, по-видимому, за счёт синтезируемых гликолипидных биосурфактантов.Трегалолипиды начинают активно синтезироваться после 40 часов культивирования (рис. 1, 2), за счёт этого, по-видимому, увеличивается оптическая плотность до высоких значений (OП600 7). При этом поверхностное натяжение уже достигает максимальных значений – 29 мН/м (сразу после внесения инокулята оно составляло 43 мН/м).Сравнение кривых роста штамма Rodococcus erythropolis F2-2 при культивировании на глюкозе или гексадекане показало, что значения оптической плотности на среде с гексадеканом (OП60010) намного выше, чем значения максимальной оптической плотности на среде с глюкозой (OП600 1,7). Но, сравнивая со значениями численности бактерий, наблюдаем обратную картину. Численность актиномицетов (2,2×109 КОЕ/мл) при росте на среде с глюкозой значительно превышает, значения КОЕ при росте с гексадеканом (3,7×108 КОЕ/мл). Такое расхождение можно объяснить тем, что, несмотря на фазу отмирания, в культуральной жидкости в среде с гексадеканом продолжается накопление биосурфактантов экзо-типа, экскретируемых родококками, что приводит к увеличению оптической плотности.Штамм Rodococcus erythropolis F2-2 способен утилизировать н-алканы (декан, ундекан, додекан, гексадекан), а также дизельное топливо и сырую нефть. Он обладает выраженными поверхностно-активными свойствами: продуцирует трегалолипидные биосурфактанты и снижает поверхностное натяжение до 29 мН/м, что соответствует лучшим показателям, описанным в литературе. С учётом перечисленных свойств, исследуемый штамм-нефтедеструктор перспективен для использования в составе биопрепаратов для очистки окружающей среды от нефтяных загрязнений. По результатам антибиотикограммы установлены селективные маркеры штамма, которые будут использованы при переносе генов путём конъюгации или трансформации: маркер для селекции – стрептомицин (50 мкг/мл среды), маркеры для контрселекции – тетрациклин (10 мкг/мл среды), гентамицин (10 мкг/мл среды), канамицин (50 мкг/мл среды). Изученные ростовые параметры штамма Rodococcus erythropolis F2-2 будут использованы при получении его биомассы для ПЦР в реальном времени и РНК-секвенирования (транскриптомного анализа) с целью изучения экспресии генов, вовлечённых в синтез биоПАВ. |
