| Popis: |
Высокая антропогенная нагрузка в прибрежных акваториях и районах активного судоходства Японского моря неизбежно приводит к загрязнению этих территорий различными поллютантами, включая нефть и нефтепродукты. Микроорганизмы, в силу своих физиолого-биохимических свойств, способны к деструкции углеводородов нефти, тем самым участвуют в самоочищении экосистем. В связи с этим, изучение механизмов, позволяющих микроорганизмам трансформировать нефть и нефтепродукты с помощью внутриклеточных ферментов, образование которых контролируется специфическими генами, является актуальной научной задачей.Таким образом, цель данной работы – изучить таксономическое разнообразие углеводородокисляющих бактерий (УВОБ), выделенных из Японского моря, и выявить наличие у них функциональных генов, ответственных за деструкцию ПАУ.Материалы и методы. Материалом для работы послужили пробы поверхностных вод и верхнего окисленного слоя донных осадков Японского моря, полученные в 2018 и 2019 годах в ходе экспедиционных работ на НИС «Академик М.А. Лаврентьев», а также в ходе береговых экспедиций. Исследования проводились на 18 станциях в двух районах: в заливе Петра Великого и в западной части Японского моря. Согласно ГОСТ 31942-12 (2013) посев проб производили методом Дригальского на плотную модифицированную среду Ворошиловой-Диановой (1% нефть). Полученные чистые культуры бактерий использовали для всех последующих опытов.Идентификацию бактерий проводили на основе анализа структуры их гена 16S рРНК (Lane et. al., 1985). Для осуществления ПЦР-амплификации использовали универсальные бактериальные праймеры, а также специфичные праймеры на функциональные гены: Bph (бифенил-2,3-диоксигеназа), phn (диоксигеназа, ответственная за деструкцию фенантрена), ndo (большая субъединица фермента нафталиндиоксигеназа), nah (нафталиндиоксигеназа) narAa и narAb (большая и малая субъединицы фермента цис-нафталин-1,2-диоксигеназы), xylE (катехол-2,3-диоксигеназа), pdo (диоксигеназа мета-пути) (Edlund, Jansson, 2008; Park, Crowely, 2006; Ferrero et al., 2002; Laurine, Lloyd-Jones, 1999; Andreoni, et. al., 2008). Все ПЦР-продукты визуализировали с помощью горизонтального электрофореза в агарозном геле.Результаты. В ходе работы было выделено и идентифицировано 22 штамма бактерий, выделенных из акваторий Японского моря. Представители обнаруженных родов Achromobacter, Acinetobacter, Alcanivorax, Citrobacter, Halomonas, Paenibacillus, Pseudoalteromonas, Pseudomonas, Rhodococcus, Serratia, Thalassospira, согласно литературным данным, довольно часто встречаются в морской среде и способны к деструкции углеводородов (Уварова и др., 2014; Buzoleva et al., 2017; Wang et al., 2014; Miettinen et al., 2019).Было выявлено, что у большинства выделенных из акваторий Японского моря штаммов бактерий чаще всего встречались ген xylE, ответственный за синтез фермента катехол-2,3-диоксигеназы (обнаружен в 18 выделенных штаммах). Следующим по встречаемости геном, ответственным за окисление ПАУ, оказался ген nah, кодирующий синтез фермента нафталиндиоксигеназы (обнаружен у 10 изолятов). Ген, ответственный за синтез большой субъединицы фермента нафталиндиоксигеназы ndo, обнаружен в 7 изолятах. Ген phn, ответственный за синтез диоксигеназы, катализирующей деградацию фенантрена, обнаружен в 6 изолятах. Гены narAa и narAb кодирующие, большую и малую субъединицы фермента цис-нафталин-1,2-диоксигеназы, которая опосредует деградацию нафталина, были обнаружены в пяти и двух изолятах, соответственно. Меньше всего представлен ген pdo, ответственный за расщепление ароматического кольца ПАУ по мета-пути: обнаружен только в двух изолятах, оба из которых являются представителями рода Pseudomonas. Ген Bph, который по литературным данным ответственен за разложение бифенила, среди выделенных изолятов не был обнаружен.Полученные данные свидетельствуют о том, что бактерии, благодаря широкому метаболическому потенциалу, способны к деструкции разнообразных углеводородов нефти. Помимо этого, у представителей одного или разных родов бактерий трансформация одних и тех же нефтяных углеводородов может осуществляться различными метаболическими путями. |
