Биотехнологический потенциал бактерий щелочных высокоминерализованных сред содового шламохранилища (Березники, Пермский край)

Авторы

  • Ю. Г. Максимова Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН, Пермский государственный национальный исследовательский университет
  • А. Ю. Максимов Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН,Пермский государственный национальный исследовательский университет
  • А. В. Шилова Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН

DOI:

https://doi.org/10.7242/2658-705X/2022.4.2

Ключевые слова:

алкалотолерантные бактерии, алкалофилы, галотолерантные бактерии, гидролитические ферменты, метагеномный анализ

Аннотация

Щелочные высокоминерализованные среды являются источником микроорганизмов – продуцентов ферментов, востребованных в биотехнологии, пищевой промышленности, медицине, сельском хозяйстве. Внеклеточные гидролитические ферменты этих микроорганизмов устойчивы к высокому рН и минерализации. В рамках двух научных проектов изучено филогенетическое разнообразие бактериального сообщества щелочных высокоминерализованных сред антропогенного происхождения – содового шламохранилища АО «Березниковский содовый завод» (Березники, Пермский край). Источником выделения бактериальных культур явились среды действующего шламохранилища (содовый шлам, дистиллерная жидкость, поверхностные техногенные образования, ограничивающие территорию складирования шлама) и старой карты шламонакопителя, на которой происходит восстановление растительности. Выделены и идентифицированы алкалотолерантные и алкалофильные гидролитические бактерии, обладающие активностями амилазы, липазы, протеазы и целлюлазы. Изолированные бактериальные культуры при условии дальнейшей селекции представляют интерес для биотехнологии как продуценты ферментов, устойчивых к щелочным значениям рН и высокой минерализации среды.

Поддерживающие организации
Работа выполнена при финансовой поддержке Правительства Пермского края в рамках научного проекта № С-26/507 и гранта РФФИ в рамках научного проекта № 19-34-90103

Биографии авторов

  • Ю. Г. Максимова , Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН, Пермский государственный национальный исследовательский университет

    доктор биологических наук, заведующий лабораторией молекулярной биотехнологии, профессор кафедры микробиологии и иммунологии

  • А. Ю. Максимов, Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН,Пермский государственный национальный исследовательский университет

    кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории молекулярной биотехнологии

  • А. В. Шилова, Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН

    кандидат биологических наук, инженер лаборатории молекулярной
    биотехнологии

Библиографические ссылки

Дмитриева О.М., Бархутова Д.Д. Особенности состава органического вещества микробных матов щелочных водных экосистем Байкальского региона // Современные проблемы науки и образования. – 2017. – № 3. URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=26534 (дата обращения: 16.09.2022).

Каменева И.А., Мельничук Т.Н., Якубовская А.И., Гритчин М.В., Приходько А.В., Смирнова И.И., Зубоченко А.А., 3. Еговцева А.Ю., Караева Н.В. Влияние целлюлозолитической ассоциации микроорганизмов на биоразнообразие чернозема южного // Известия сельскохозяйственной науки Тавриды. – 2019. – № 20 (183). – С. 38–50.

Кашкак Е.С., Гайсин Е.С., Дагурова О.П., Брянцева И.А., Данилова Э.В. Формирование и функционирование микробных матов минерального источника Хойто-Гол (Восточный Саян) // Известия Самарского научного центра РАН. – 2016. – Т.18. – № 2. – С. 397–402.

Крюков В.С., Зиновьев С.В., Некрасов Р.В., Глебова И.В., Галецкий В.Б. Полиферментные препараты в кормлении моногастричных животных // Аграрная наука. – 2021. – 348 (4). – С. 35–43.

Максимова Ю.Г., Шилова А.В., Щетко В.А., Максимов А.Ю. Содовые шламохранилища: проблема утилизации отходов и поиск микроорганизмов-продуцентов промышленно значимых ферментов // Экология и промышленность России. – 2021. – Т. 25. – № 10. – С. 20–25.

Шилова А.В., Максимов А.Ю., Максимова Ю.Г. Изменения микробиома как индикатор восстановления природных сред содового шламохранилища АО «Березниковский содовый завод» // Вода и экология: проблемы и решения. – 2020. – № 1 (81). – С. 84–94.

Шилова А.В., Максимов А.Ю., Максимова Ю.Г. Выделение и идентификация алкалотолерантных бактерий с гидролитической активностью из содового шламохранилища // Микробиология. – 2021. – Т. 90. – № 2. – С. 155–165.

Шилова А.В. Филогенетическое разнообразие и гидролитический потенциал бактериального сообщества содового шламохранилища / Дис... канд. биол. наук: 03.02.03 – Пермь, «ИЭГМ УрО РАН» – филиал ПФИЦ УрО РАН, 2021. – 169 с.

Щербинин С. Экзогенная липаза снижает стоимость корма // Эффективное животноводство. – 2018. – № 4 – 55–57.

Areeshi M.Y. Microbial cellulase production using fruit wastes and its applications in biofuels production // International Journal of Food Microbiology. – 2022. – Vol. 378. – 109814.

Chandel A.K., Chandrasekhar G., Silva M.B., Silvério da Silva S. The realm of cellulases in biorefinery development //

Critical Reviews in Biotechnology. – 2012. – Vol. 32(3). – P. 187–202.

Elleuche S., Schroeder C., Sahm K., Antranikian G. Extremozymes biocatalysts with unique properties from extremophilic microorganisms // Current opinion in biotechnology. – 2014. – Vol. 29. – Р. 116–123.

Herrera-Márquez O., Fernández-Serrano M., Pilamala M., Jácome M.B., Luzón G. Stability studies of an amylase and a protease for cleaning processes in the food industry // Food and Bioproducts Processing. – 2019. – Vol. 117. – P. 64–73.

Horikoshi K. Alkaliphiles: some applications of their products for biotechnology // Microbiol. Mol. Biol. Rev. – 1999. – Vol. 63. – № 4. – P. 735–750.

Kaczmarek S.A., Rogiewicz A., Mogielnicka M., Rutkowski A., Jones R.O., Slominski B.A. The effect of protease, amylase, and nonstarch polysaccharide-degrading enzyme supplementation on nutrient utilization and growth performance of broiler chickens fed corn-soybean meal-based diets // Poultry Science. – 2014. – Vol. 93(7). – P. 1745–1753.

Manhar A.K., Bashir Y., Saikia D., Nath D., Gupta K., Konwar B.K., Kumar R., Namsa N.D., Mandal M. Cellulolytic potential of probiotic Bacillus subtilis AMS6 isolated from traditional fermented soybean (Churpi): An in-vitro study with regards to application as an animal feed additive // Microbiological Research. – 2016. – Vol. 186–187. – P. 62–70.

Margesin R. Potential of halotolerant and halophilic microorganisms for biotechnology // Extremophiles. – 2001. – Vol. 5. – № 2. – Р. 73–83.

Martin-Ryals A., Schideman L., Li P., Wilkinson H., Wagner R. Improving anaerobic digestion of a cellulosic waste via routine bioaugmentation with cellulolytic microorganisms // Bioresource Technology. – 2015. – Vol. 189. – P. 62–70.

Mokashe N., Chaudhari B., Patil U. Operative utility of salt-stable proteases of halophilic and halotolerant bacteria in the biotechnology sector // Int. J. Biol. Macromol. – 2018. – Vol. 117. – № 1. – P. 493–522.

Vivek K., Sandhia G.S., Subramaniyan S. Extremophilic lipases for industrial applications: A general review // Biotechnology Advances. – 2022. – Vol. 60. –108002.

Загрузки

Опубликован

2023-02-15

Выпуск

Раздел

Исследования: теория и эксперимент

Как цитировать

Максимова , Ю. Г., Максимов, А. Ю., & Шилова, А. В. (2023). Биотехнологический потенциал бактерий щелочных высокоминерализованных сред содового шламохранилища (Березники, Пермский край). Вестник Пермского федерального исследовательского центра, 4, 16-25. https://doi.org/10.7242/2658-705X/2022.4.2