BioScience Blog – Научный Биологический блог

Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) представляют собой группу опасных и распространенных почвенных загрязнителей. Использование микроорганизмов, обладающих способностью к утилизации промышленных отходов, в том числе ПАУ, является наиболее эффективным и экологически чистым способом борьбы с загрязнениями почвенных и водных экосистем в процессе биоремедиации. Деградация поллютантов существенно повышается при совместном использовании микроорганизмов-деструкторов и растений, а именно в процессе фиторемедиации. Исследования в направлении фиторемедиации проводятся во многих странах мира, однако, взаимодействие составляющих биотехнологии (микроорганизмы, растения, загрязнители) мало изучено.

Целью работы являлось изучение взаимодействия микроорганизмов-деструкторов и его влияния на эффективность биодеградации фенантрена в ризосфере растений.

Для изучения взаимодействия бактерий родов Pseudomonasи Burkholderiaв условиях загрязнения фенантреном использовали модельные системы, состоящие из стерильного песка, растений (Sinapisalba. L) и ассоциированных с ними микроорганизмов. Фенантрен оказывал сильный токсический эффект на растения.

Ранее штаммы бактерий PseudomonasputidaBS3701 и Burkholderiasp. BS3702 были выделены с территории Московской области и описаны, как деструкторы нафталина и фенантрена. Деградация фенантрена наиболее эффективно проходила в модельных системах, инокулированных монокультурами. А при совместной интродукции штаммов-деструкторов степень деградации снижалась. Защитный эффект на растения наблюдался только в случае штамма PseudomonasputidaB S3 701 и смешанной культуры. С целью объяснения явлений эффективной деградации фенантрена с одновременным отсутствием защитного эффекта на растения в случае штамма Burkholderiasp. BS3702, и снижения степени деградации фенантрена при увеличении длины побегов горчицы белой в результате интродукции смешанной культуры микроорганизмов, были изучены особенности деградации фенантрена моно – и бинарной культурами. Было выявлено, что штамм Burkholderiasp. BS3702 в процессе окисления фенантрена накапливал в больших количествах 1-гидрокси-2-нафтоат (14,57 мг/л), который оказался токсичным для растений, а при совместной интродукции двух микроорганизмов в модельную систему, токсический эффект на растения снижался за счет потребления накопленного 1-гидрокси-2-нафтоата штаммом PseudomonasputidaBS3701 (кооперация), как более доступного чем фенантрен источника углерода и энергии.

Таким образом, при подборе микробно-растительных ассоциаций для наиболее эффективной биодеградации ПАУ необходимо изучать и учитывать взаимодействие бактерий-деструкторов друг с другом и растениями, с целью избежать нежелательных явлений,   которые   могут   негативно   сказываться   как   на      микробно-растительных ассоциациях, так и на самом процессе ремедиации загрязненных территорий в целом.