Izvestiya of Saratov University.

Chemistry. Biology. Ecology

ISSN 1816-9775 (Print)
ISSN 2541-8971 (Online)


Full text:
(downloads: 44)
Language: 
Russian
Heading: 
Article type: 
Article
UDC: 
579.26:579.69:574.42:502.55

Community of the Aerobic Bacteria-destructors of DDT as a Result of Natural and Artificial Selection

Autors: 
Egorova D. O., Perm State University
Farofonova V. V., Perm State University
Andreev Dmitry Nikolaevich, Perm State University
Buzmakov Sergey Alexeevich, Perm State University
Demakov Vitaliy Alexeevich, Institute of Ecology and Genetics of Microorganisms, Ural Branch, Russian Academy of Sciences
Abstract: 

For 40 years the soil microflora of the Landscape Reserve «Osinsk Forest Summer House» (Perm region, Russia) was exposed to high concentrations of DDT. Soil from the blocks 11 and 32 were selected and used in the process of artificial selection of aerobic bacterial communities capable of degrading DDT. Selection was carried out in the laboratory in four stages. As a result, successional changes were recorded, accompanied by reduction in the number and diversity of morphological types of bacterial strains in microbial communities. Analysis of 16S rRNA showed the presence of representatives of the genera Bosea, Chryseobacterium, Cupriavidus, Kocuria, Meso- rhizobium, Sphingobium, Terrabacter. Communities, developed due to selection, were able to effectively degrade DDT – 89–100% over 10 months at an initial concentration of pollutant – 160 mg/l.

Reference: 

1. Аладдин Д. Ю., Демин Д. В., Деева Н. Ф., Лупачев А. В., Ильина А. А., Севостьянов С. М. Анализ загрязнения хлорорганическими соединениями компонентов экосистемы Антарктиды // Изв. Уфим. науч. центра РАН. 2013. № 3. С. 110–113.

2. Бродский Е. С., Шелепчиков А. А., Фешин Д. Б., Агап- кина Г. И., Артюхова М. В. Содержание и распреде- ление дихлордифенилтрихлорэтана (ДДТ) в почвах Москвы // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17: Почвоведение. 2016. № 1. С. 32–40.

3. Галиулин Р. В., Галиулина Р. А. Импактные зоны стой- ких хлорорганических соединений в окружающей среде // Агрохимия. 2011. № 3. С. 83–89.

4. Зыбалов В. С., Крупнова Т. Г. Исследование содер- жания хлорорганических пестицидов в объектах окружающей среды на территории Челябинской об- ласти // Вестн. ЮУрГУ. Сер. Химия. 2014. Т. 6, № 3. С. 39–43.

5. Odukkathil G., Vasudevan N. Toxicity and bioremediation of pesticides in agricultural soil // Rev. in Environ. Sci. and Biotechnol. 2013. Vol. 12. P. 421–444.

6. Verma J. P., Jaiswal D. K., Sagar R. Pesticide relevance and their microbial degradation: a-state-of-art // Rev. in Environ. Sci. and Biotechnol. 2014. Vol. 13. P. 429–466.

7. Final act of the Cjnference of Plenipotentiaries on the Stockholm convention on the persistent organic pollutants, Stockholm, 22–23 May // UNEP/POPS/CONF/4. Unaited Nations Environmenta Programme. Geneva, 2001. URL: http://chm.pops.int

8. Sudharshan S., Naidu R., Mallavarapu M., Bolan N. DDT remediation in contaminated soils: a review of recent studies // Biodegradation. 2012. Vol. 23. P. 851–863.

9. Quensen J. F. III, Tiedje J. M., Jain M. K., Mueller S. A. Factors controlling the rate of DDE dechlorination to DDMU in Palos Verdes margin sediments under anaerobic conditions // Environ. Sci. Technol. 2001. Vol. 32. P. 286–291.

10. Eganhouse R. P., Pontolillo J. Assessment of 1-chloro- 4-[2,2-dichloro-1-94-chlorophenyl)ethenyl]benzene (DDE) transformation rates on the Palos Verdes Shelf // CA : U.S. Geological Survey Open-File Report 2007-1362. 119 p., 7 приложений. URL: http://pubs. usgs.gov/of/2007/1362 (дата обращения: 10.05.2016).

11. Рыбкина Д. О., Плотникова Е. Г., Дорофеева Л. В., Мироненко Ю. Л., Демаков В. А. Новый аэробный грамположительный микроорганизм с уникальными свойствами деструкции орто- и пара-хлорированных би- фенилов // Микробиология. 2003. Т. 72, № 6. C. 759–765.

12. Плотникова Е. Г., Рыбкина Д. О., Ананьина Л. Н., Ястребова О. В., Демаков В. А. Характеристика микроорганизмов, выделенных из техногенных почв Прикамья // Экология. 2006. № 4. С. 261–268.

13. Назаров А. В., Егорова Д. О., Макаренко А. А., Дема- ков В. А., Плотникова Е. Г. Эколого-микробиоло- гическая оценка грунтов, загрязненных полихлори- рованными бифенилами // Экология человека. 2016. № 3. С. 3–8.

14. Megharaj M., Kantachote D., Singleton I., Naidu R. Effects of long-term contamination of DDT on soil microfl ora with special reference to soil algae and algal transformation of DDT // Environ. Pollution. 2000. Vol. 109. P. 35–42.

15. Bidlan R., Manonmani H. K. Aerobic degradation of dichlordiphenyltrichloroethane (DDT) by Serratia marcescens DT-1P // Process Biochemistry. 2002. Vol. 38. P. 49–56.

16. Mwangi K., Boga H. I., Muigai A. W., Kiiyukia C., Tsanuo M. K. Degradation of dichlorodiphenyltrichloroethane (DDT) by bacterial isolates from cultivated and uncultivated soil // Afric. J. of Microbiol. Res. 2010. Vol. 4, № 3. P. 185–196;

17. Bajaj A., Mayilraj S., Mudiam M. K. R., Patel D. K., Manickam N. Isolation and functional analysis of a glycolipid producing Rhodococcus sp. strain IITR03 with potentional for degradation of 1,1,1-trichloro-2,2-bis(4- chlorophenyl)ethane (DDT) // Bioresource Technology. 2014. Vol. 167. P. 398–406.

18. Bertani G. Studies on lysogenesis. I. The mode of phage liberation by lysogenic Escherichia coli // J. of Bacteriol. 1951. Vol. 62. P. 293–300.

19. Zaitsev G. M., Tsoi T. V., Grischenkov V. G., Plotnikova E. G., Boronin A. M. Genetic control of degradation of chlorinated benzoic acids in Arthrobacter globiformis, Corynebacterium sepedonicum and Pseudomonas cepacia strains // FEMS Microbiol. Lett. 1991. Vol. 81. P. 171–176.

20. ГОСТ 17.4.3.01-83 Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору проб. М. : ИПК Изд-во стандартов, 2004. 4 с. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200012800

21. ПНД Ф 12.1:2:2.2:2.3.2-03 Отбор проб почв, грунтов, осадков биологических очистных сооружений, шла- мов промышленных сточных вод, донных отложений искусственно созданных водоемов, прудов-накопите- лей и гидротехнических сооружений. Методические рекомендации. М., 2003. 13 с. URL: http://snipov.net/ database/c_4294956132_doc_4293831988.html

22. ГОСТ 12071-2014 Грунты. Отбор, упаковка, транс- портирование и хранение образцов. М. : Стандартинформ, 2015. 12 с. URL: http://docs.cntd.ru/document/gost-12071-2000]

23. Нетрусов А. И., Егорова М. А. Практикум по микро- биологии. М. : Академия, 2005. 608 с.

24. Versalovic J., Schneider M., Bruijn F. J. de Genomic fi ngerprinting of bacteria using repetitive sequence based polymerase chain reaction // Methods in Molecular and Cellular Biology. 1994. Vol. 5. P. 25–40.

25. Tiirola M. A., Mannisto M. K., Puhakka J. A., Kulomaa M. S. Isolation and characterization of Novosphingobium sp. strain MT1, a dominant polychlorophenol degrading strain in a groundwater bioremediation system // Appl. Environ. Microbiol. 2002. Vol. 68. P. 173–180.

26. Егорова Д. О., Шумкова Е. С., Демаков В. А., Плот- никова Е. Г. Разложение хлорированных бифенилов и продуктов их биоконверсии штаммом Rhodococcus sp. В7а // Прикладная биохимия и микробиология. 2010. Т. 46, № 6. С. 644–650.

27. Егорова Д. О., Андреев Д. Н., Первова М. Г. Анализ почв с территорий, подвергнутых обработке инсектицидами // Антропогенная трансформация природ- ной среды. Науч. чтения памяти Н. Ф. Реймерса и Ф. Р. Штильмарка : материалы междунар. школы-семинара молодых ученых (13–14 ноября 2014 г.) / под ред. С. А. Бузмакова ; Перм. гос. нац. исслед. ун-т. Пермь, 2014. С. 146–149.

28. Одум Ю. Экология : в 2 т. / пер. с англ. М. : Мир, 1986. Т. 1. 328 с. ; Т. 2. 376 с.

29. Fang H., Dong B., Yan H., Tang F., Yu Y. Characterization of a bacterial strain capable of degrading DDT congeners and its use in bioremediation of contaminated soil // J. of Hazardous Materials. 2010. Vol. 184. P. 281–289.

30. Qu J., Xu Y., Ai G.-M., Liu Y., Liu Z.-P. Novel Chryseobcterium sp. PYR2 degrades various organochlorine pesticides (OCPs) and achieves enhancing removal and complete degradation of DDT in highly contaminated soil // J. of Environ. Management. 2015. Vol. 161. P. 350–357.

31. Sharma S. K., Sadasivam K. V., Dave J. M. DDT degradation by bacteria from activated sludge // Environ. Intern. 1987. Vol. 13. P. 183–190.

На сайте журнала 30.03.2023 запланированы технические работы. В это время сайт может быть недоступен. С уважением, администрация сайта.