CC BY
44
СО УДК 579.22 О.Ф. Вятчина
щ ББК 20.18 О.П. Горбачевская
© УСТОЙЧИВОСТЬ НЕФТЕОКИСЛЯЮЩИХ МИКРООРГАНИЗМОВ
о
н
о
н
PQ
со
н
К УГЛЕВОДОРОДАМ НЕФТИ
<М И ДРУГИМ ТОКСИЧНЫМ ВЕЩЕСТВАМ*
Оценена способность бактериального штамма, выделенного из хранившегося длительное время в лаборатории гексадекана, развиваться в нефтепродуктах. Выявлено, что в некоторых нефтепродуктах изучаемый изолят сохранял жизнеспособность до 10,5 месяцев.
Ключевые слова: углеводородокисляющие бактерии, деструкция нефтепродуктов, выживаемость, токсикорезистентность.
O.F. Vyatchina O.P. Gorbachevskaya
RESISTANCE OF OIL-DEGRADING MICROORGANISMS TO HYDROCARBONS OF OIL AND OTHER TOXIC COMPOUNDS
The authors estimate ability of bacterial strain isolated from hexadecane after its long-term storage in laboratory to growth on oil products. It is found out that in some oil products the studied isolate remained viable up to 10,5 months.
Keywords: oil-degrading microorganisms, destruction of oil products, survival ability, resistance to toxicants.
Нефть и нефтепродукты являются приоритетными загрязнителями для Байкальского региона. Применение алканотрофных микроорганизмов является одним из наиболее экологичных дешевых и эффективных » приемов освобождения от нефтезагрязнений [1]. В предыдущих работах
-Н| ^ О
нами были описаны некоторые свойства выделенных штаммов микроор-
1_Ч . - ... . . ... ...
ой I ганизмов длительное время сохранявшихся в нефтепродуктах. Важной
характеристикой для микроорганизмов используемых при деструкции | нефтезагрязнений является их способность выживать и расти при высо-
og 1 ких концентрациях нефти. Практический интерес представляют штам-
I мы микроорганизмов, способные усваивать широкий спектр углеводоро-
gs | дов и обладающие высокой токсикорезистентностью.
s В связи с этим целью данной работы явилась оценка длительности
aos сохранения жизнеспособности выделенных штаммов в нефтепродуктах
к®Э и в некоторых других токсичных загрязнителях.
В качестве объектов исследования использовали бактериальный штамм 1-05, выделенный из хранившегося длительное время в лаборато-23 рии гексадекана и культуру Pseudomonas aeruginosa, входящую в состав
нефтеразрушающего препарата «Деворойл» (препарат разработан в институте Микробиологии РАН и Научнопроизводственном предприятии «Биотехинвест») [3]. Препарат разработан в институте Микробиологии ИЧ РАН и Научно-производственном предприятии «Биотехинвест».
* Работа выполнена при поддержке грантов Роснауки ФЦП (ГК 02.740.11.0018 от 15.06.2009 г. и ГК 02.740.11.0335 от 07.07.2009 г.).
© О.Ф. Вятчина, О.П. Горбачевская, 2010
со
©
тН
О
(N
SS1
2нё Яч > g||' «31
оК
^ 1
5s s
^ Л £ ё§!
« ff I
8s!
M g! о
ьО*
£м§|
МО f £И4
нее
«
н
н
о
н
PQ
со
Н
Для изучения выживаемости нефтеокисляющих штаммов в нефти, гексадекане, базовом масле, реактивном топливе, дизельном топливе (зимний сорт и летний сорта) в колбы с 50 мл стерильного нефтепродукта вносили по 1 мл суспензии односуточных культур. Колбы помещали в термостат (температура 30 еС). Количество жизнеспособных клеток бактерий учитывали через определенные интервалы времени вплоть до полного отмирания культур путем посева десятикратных разведений культуральной жидкости на плотную синтетическую среду с гексадеканом [2]. Статистическую обработку результатов проводили с использованием пакета программ Excel 2000 и общепринятых методов. Рассчитывали средние арифметические величины (М) и доверительные интервалы. Выводы сделаны при вероятности безошибочного прогноза Р > 0,95.
Для дальнейших штамм 1-05 культивировали в течение 24 часов при различных концентрациях в среде нефтепродуктов от 1 до 50%. В суспензионной культуре при 1%-ном содержании субстрата в среде изолят проявил достаточно высокую активность по отношению к базовому маслу. Титр культуры составил 3,34 ± 0,14108, при исходном количестве бактерий в среде 107 КОЕ/мл. Увеличение концентрации базового масла приводило к снижению количества жизнеспособных клеток штамма (рис. 1).
■ дизельное топливо (летний сорт) s дизельное топливо (зимной сорт)
□ гексадекан в базовое масло
□ нефть о вазелиновое масло
■ реактивное топливо п мазут
Рис. 1. Рост штамма 1-05 при различных концентрациях нефтепродуктов
В средах с добавлением 1% гексадекана, дизельного топлива (летнее и зимнее), нефти, мазута и вазелинового масла численность клеток исследуемого штамма составляла от 1,40 ± 0,69 ■ 108 до 1,02 ± 0,51 ■ 108 КОЕ/мл. Более низкий показатель роста культуры был зарегистрирован в среде с реактивным топливом — 4,0 ± 0,16 ■ 107 КОЕ/мл. Увеличение в среде концентрации гексадекана, дизельного топлива (летний и зимний сорта), мазута до 50% не приводило к существенному изменению титра штамма (см. рис. 1).
При оценке токсикорезистентности изолята 1-05 из гексадекана параллельно изучали выживаемость в нефтепродуктах производственного штамма P. aeruginosa. Наиболее быстро отмирание клеток исследуемых микроорганизмов происходило при их инкубации в дизельном (зимний сорт) и в реактивном топливе. В последнем случае жизнеспособность штамма 1-05 сохранялась в течение 14 суток, P. aeruginosa — в течение 28 суток. В зимнем дизельном топливе культура 1-05 выживала до 35 суток, P. aeruginosa — до 28 суток (рис. 2).
со
о
тН
О
(N
Л О
о х о
оіл V о о И '
о ^
й W о н Ü *
S
*
1 000 000 100 000 10 000 1 000 100 10
123456789 10 11 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 50
время, недели
і гексадекан
□ базовое масло
□ нефть
се
F о
с
о
и '
с
е
н
з К и
100 000 10 000 1 000 100 10-Н 1
1 2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 16 2024 28 32 36 40 44 48 50 время, недели
■ дизельное топливо □ реактивное топливо □ дизельное топливо (зимний сорт) (летний сорт)
Рис. 2. Выживаемость штамма 1-05 в нефтепродуктах
Летний сорт дизельного топлива оказался более благоприятной средой для популяций обоих видов. После инкубирования штамма 1-05 в течение почти 7 месяцев его титр в этом нефтепродукте составлял 1,2 ± 0,20 ■ 104 КОЕ/мл. P. aeruginosa сохраняла жизнеспособность на протяжении 9,5 месяцев при постепенном снижении количества клеток до 3,2 ± 0,10 ■ 103 КОЕ/мл (рис. 3).
SS1
Es =
Ин5|
Н£ї
«Зі
І
Ой"
°i<s ^ 1
5s І
^ П £
h gl S ¡ґ і
8s! "5 о
ЕнО а
£я§|
ИО | £И4
SfflE
К
н
н
о
н
PQ
со
Н
О X Ё й о к
а о е о
§ и * 8
се ч
ел ^
о < ö щ
'йО
3 «
<u ,
cdrn * «2 g X
H ^ Ü О
4 1
w ^
Ю -Я Щ o
g 3 «
§ Й3
g ^ -
g IS x
“ H m й о H '
1 000 000 100 000 10 000 1 000 100 10 1
1 000 000 100 000 10 000 1 000 100 10
1
123456789 10 11 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 50
время, недели □ нефть
гексадекан
□ базовое масло
И
ТТ гг п
1 2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 50 1 время, недели
■ дизельное топливо □ реактивное топливо □ дизельное топливо (зимний сорт) (летний сорт)
Рис. 3. Выживаемость штамма Pseudomonas aeruginosa в нефтепродуктах
со
о
тН
О
(N
Обе культуры длительно сохранялись в нефти (1-05 — более 8,5 месяцев, P. aeruginosa — 10,5 месяцев) и базовом масле (1-05 — 10,5 месяцев, P. aeruginosa — около 8 месяцев). В гексадекане время выживания популяции штамма 1-05 составило около 4 месяцев, P. aeruginosa — около 5 месяцев.
Подводя итог, можно заключить, что штамм микроорганизма, изолированный из длительно хранившегося цетана, способен развиваться в широком диапазоне концентраций нефтепродуктов от 1 до 50%. Кроме того, показано, что штамм 1-05 может длительно сохранять жизнеспособность в таких субстратах, как базовое масло, нефть, дизельное топливо (летний сорт), гексадекан. На основании выше сказанного, изолят из гексадекана, прежде всего, можно рассматривать в качестве культуры, перспективной для использования при создании биопрепаратов, предназначенных для борьбы при ремедиации сред, загрязненных высокими концентрациями различных нефтепродуктов*.
Список использованной литературы
1. Жуков Д.В. Механизмы деградации углеводородов нефти микроорганизмами / Д.В. Жуков, В.П. Мурыгина, С.В. Калюжный // Успехи современной биологии. — 2006. — Т. 126, № 3. — С. 285-296.
2. Нетрусов А.И. Практикум по микробиологии / А.И. Нетрусов, М.А. Егорова, Л.М. Захарчук; под ред. А.И. Нетрусова. — М.: Академия, 2005. — 604 с.
3. Сидоров Д.Г. Полевой эксперимент по очистке почв от нефтяного загрязнения с использованием углеводородокисляющих микроорганизмов / Д.Г. Сидоров, И.А. Борзенков, Р.Р. Ибатулин [и др.] // Прикладная биохимия и микробиология. — 1997. — Т. 33, № 5. — С. 497-502.
SS1
2sê
Kg г
Ü gl
НА
Ой"
^ 1
І
^ Л £
« ff I
8sî
"Jo
р-1©*
£м§|
МО I
аи-i
нее
«
н
н
о
н
Р5
со
н
Bibliography (transliterated)
1. Zhukov D.V. Mekhanizmy degradatsii uglevodorodov nefti mikroorganiz-mami / D.V. Zhukov, V.P. Murygina, S.V. Kalyuzhnyi // Uspekhi sovremennoi biologii. — 2006. — T. 126, № 3. — S. 285-296.
2. Netrusov A.I. Praktikum po mikrobiologii / A.I. Netrusov, M.A. Egorova, L.M. Zakharchuk; pod red. A.I. Netrusova. — M.: Akademiya, 2005. — 604 s.
3. Sidorov D.G. Polevoi eksperiment po ochistke pochv ot neftyanogo zagryazneniya s ispol’zovaniem uglevodorodokislyayushchikh mikroorganiz-mov / D.G. Sidorov, I.A. Borzenkov, R.R. Ibatulin [i dr.] // Prikladnaya biokhimiya i mikrobiologiya. — 1997. — T. 33, № 5. — S. 497-502.
Информация об авторах
Вятчина Ольга Федоровна — кандидат биологических наук, доцент, кафедра микробиологии, Иркутский государственный университет, 664003, г. Иркутск, ул. Карла Маркса, 1.
Горбачевская Ольга Петровна — аспирант, Восточно-Сибирская государственная академия образования, 664011, г. Иркутск, ул. Нижняя набережная, 6.
Authors
Vyatchina Olga Fyodorovna — PhD in Biological Sciences, Associate Professor, Chair of Microbiology, Irkutsk State University, Irkutsk.
Gorbachevskaya Olga Petrovna — post-graduate student, East Siberian State Academy of Education, Irkutsk.
* Авторы признательны И.А. Борзенкову за предоставление культуры Pseudomonus aeruginosa.
