Для цитирования:
Егорова Д. О., Фарофонова В. В., Андреев Д. Н., Бузмаков С. А., Демаков В. А. Сообщества аэробных бактерий-деструкторов ДДТ как результат естественной и искусственной селекции // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2017. Т. 17, вып. 1. С. 79-86. DOI: 10.18500/1816-9775-2017-17-1-79-86
Сообщества аэробных бактерий-деструкторов ДДТ как результат естественной и искусственной селекции
На протяжении 40 лет почвенная микрофлора ООПТ «Осинская лесная дача» (Пермский край) подвергалась воздействию высо- ких концентраций ДДТ. Почвы кварталов 11 и 32 были отобраны и использованы в процессе искусственной селекции аэробных бактериальных сообществ, способных разлагать ДДТ. Селекция в лабораторных условиях проводилась в 4 этапа. В результате были зафиксированы сукцессионные изменения, сопровождавшиеся сокращением количества и разнообразия морфотипов бактериальных штаммов в микробных сообществах. Анализ по 16S рРНК показал наличие представителей родов Bosea, Chryseobacterium, Cupriavidus, Kocuria, Mesorhizobium, Sphingobium, Terrabacter. Полученные в результате селекции сообщества эффективно разлагают ДДТ – 89–100% за 10 месяцев при на- чальной концентрации поллютанта – 160 мг/л.
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.