ВЫДЕЛЕНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ ИЗ ПОЧВ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ ДИОКСИНАМИ
DOI 10.12737/2782-490X-2025-4-4-73-84 УДК 631.427.4: 579.64
Ключевые слова:
диоксины, колонизация растений, стимуляция роста растений, фитобиоремедиация, ИУКАннотация
Загрязнение почв диоксинами представляет серьёзную экологическую проблему,
особенно во Вьетнаме, где военное применение гербицидов армией США привело к долговременной контаминации. Существующие физико-химические методы очистки малоэффективны
для обширных территорий, что делает актуальным развитие биологических подходов, в частности фиторемедиации с использованием микробных деструкторов. Целью данной работы было
выделение из загрязнённых почв аэродрома Бьен Хоа (Вьетнам) бактериальных штаммов, способных к деградации диоксинов, и оценка их потенциала для фиторемедиации. Методами селекции на среде с 2,3,7,8-тетрахлордибензо-п-диоксином выделено 37 морфологически различных
изолятов. Таксономический анализ по гену 16S рРНК выявил доминирование грамположительных спорообразующих бактерий родов Bacillus, Priestia, Niallia (около 41%) и актиномицетов
рода Rhodococcus (около 14%). BOX-PCR генотипирование подтвердило генетическое разнообразие коллекции. Отобраны непатогенные штаммы, среди которых выявлены активные колонизаторы корней томата (Pseudomonas putida D01L2B02, Bacillus amyloliquefaciens D01L2B03, Bacillus
tropicus PIB0314/5), обладающие комплексом энзиматических активностей (протеаза, амилаза,
липаза, фитаза) и способностью к фиксации азота. Штамм B. tropicus PIB0314/5 продемонстрировал статистически значимый фитостимулирующий эффект на томатах. Полученные результаты
показывают, что выделенные аборигенные бактериальные штаммы являются перспективными
кандидатами для разработки микробных препаратов и создания эффективных систем фиторемедиации почв, загрязнённых диоксинами.
Для цитирования: Выделение микроорганизмов из почв, загрязненных диоксинами /
Нго Као К., Нгуен Тхи Ким Т., Нгуен Вьет К., Ле Ван Т., Сапармырадов К.А., Комиссаров Э.Н.,
Фролов М.Д., Суханов А.Ю., Трахтман Н.В., Валидов Ш.З. // Агробиотехнологии и цифровое
земледелие. 2025. № 4(16). С. 73-84 http://dx.doi.org/10.12737/2782-490X-2025-4-4-73-84
Библиографические ссылки
Kulkarni P. S., Crespo J. G., Afonso C. A. M. Dioxins sources and current remediation technologies —A review // Environment International. 2008. Т. 34, No 1. С. 139–153. doi: 10.1016/j.envint.2007.07.0092.Mandal P. K. Dioxin: a review of its environmental effects and its aryl hydrocarbon receptor biology // J Comp Physiol B. 2005. Т. 175, No 4. С. 221–230. doi: 10.1007/s00360-005-0483-33.Kirkok S. K. et al. A review of persistent organic pollutants: dioxins, furans, and their associated nitrogenat-ed analogues // SN Appl. Sci. 2020. Т. 2, No 10. С. 1729. https://doi.org/10.1007/s42452-020-03551-y4.Dopico M., Gómez A. Review of the current state and main sources of dioxins around the world // Journal of the Air & Waste Management Association. 2015. Т. 65, No 9. С. 1033–1049. doi: 10.1080/10962247.2015.10588695.Haemers J. et al. Bien Hoa Dioxin/Agent Orange thermal desorption treatment -Full report. Unpublished, 2022. doi: 10.13140/RG.2.2.13849.702486.Wittich R. M. et al. Metabolism of dibenzo-p-dioxin by Sphingomonas sp.strain RW1 // Appl Environ Mi-crobiol. 1992. Т. 58, No 3. С. 1005–1010. doi: 10.1128/aem.58.3.1005-1010.19927.Saibu S., Adebusoye S. A., Oyetibo G. O. Aerobic bacterial transformation and biodegradation of dioxins: a review // Bioresour. Bioprocess. 2020. Т. 7, No 1. С. 7. doi: 10.1186/s40643-020-0294-08.Field J. A., Sierra-Alvarez R. Microbial degradation of chlorinated dioxins // Chemosphere. 2008. Т. 71, No 6. С. 1005–1018. doi: 10.1016/j.chemosphere.2007.10.0399.Persistent, Bioaccumulative, and Toxic Chemicals I: Fate and Exposure / под ред. Lipnick R. L. et al. Washington, DC: American Chemical Society, 2000. Т. 772.10.Nguyen B.-A. T. et al. Biodegradation of dioxins by Burkholderia cenocepaciastrain 869T2: Role of 2-haloacid dehalogenase // Journal of Hazardous Materials. 2021. Т. 401. С. 123347. doi: 10.1016/j.jhazmat.2020.12334711.Pöritz M. et al. Dehalococcoides mccartyiStrain DCMB5 Respires a Broad Spectrum of Chlorinated Aro-matic Compounds // Appl Environ Microbiol / под ред. Löffler F. E. 2015. Т. 81, No 2. С. 587–596. doi: 10.1128/AEM.02597-1412.Gribble G. W. The diversity of naturally produced organohalogens // Chemosphere. 2003. Т. 52, No 2. С. 289–297. doi: 10.1016/S0045-6535(03)00207-813.Habe H. et al. Degradation of Chlorinated Dibenzofurans and Dibenzo-p-Dioxins by Two Types of Bacte-ria Having Angular Dioxygenases with Different Features // Appl Environ Microbiol. 2001. Т. 67, No 8. С. 3610–3617. doi: 10.1128/AEM.67.8.3610-3617.200114.Hong H.-B. et al. Biodegradation of Dibenzo-p-dioxin, Dibenzofuran, and Chlorodibenzo-p-dioxins by Pseudomonas veroniiPH-03 // Biodegradation. 2004. Т. 15, No 5. С. 303–313. doi: 10.1023/b:biod.0000042185.04905.0d15.Blagodatskaya E., Kuzyakov Y. Active microorganisms in soil: Critical review of estimation criteria and approaches // Soil Biology and Biochemistry. 2013. Т. 67. С. 192–211. http://dx.doi.org/10.1016/j.soilbio.2013.08.02416.Bais H. P. et al. The role of root exudates in rhizosphere interactions with plants and other organisms // Annu. Rev. Plant Biol. 2006. Т. 57, No 1. С. 233–266. doi: 10.1146/annurev.arplant.57.032905.10515917.Berendsen R. L., Pieterse C. M. J., Bakker P. A. H. M. The rhizosphere microbiome and plant health // Trends in Plant Science. 2012. Т. 17, No 8. С. 478–486. doi: 10.1016/j.tplants.2012.04.00118.Weisburg W. G. et al. 16S ribosomal DNA amplification for phylogenetic study // J Bacteriol. 1991. Т. 173, No 2. С. 697–703. doi: 10.1128/jb.173.2.697-703.199119.Heras J. et al. GelJ –a tool for analyzing DNA fingerprint gel images // BMC Bioinformatics. 2015. Т. 16, No 1. С. 270. doi: 10.1186/s12859-015-0703-020.Simons M. Gnotobiotic System for Studying Rhizosphere Colonization by Plant Growth-Promoting Pseu-domonasBacteria Gnotobiotic System for Studying Rhizosphere // MPMI. 1996. Т. 9, No 7. С. 600. doi: 10.1094/mpmi-9-060021.Gordon S. A., Weber R. P. Colorimetric estimation of indoleacetic acid // Plant Physiol. 1951. Т. 26, No 1. С. 192–195. doi: 10.1104/pp.26.1.19222.Harms H. et al. Transformation of Dibenzo-p-Dioxin by Pseudomonassp.Strain HH69 // Appl Environ Microbiol. 1990. Т. 56, No 4. С. 1157–1159. doi: 10.1128/aem.56.4.1157-1159.199023.Nakazawa T. Travels of a Pseudomonas, from Japan around the world // Environmental Microbiology. 2002. Т. 4, No 12. С. 782–786. doi: 10.1046/j.1462-2920.2002.00310.x24.Larkin M. J., Kulakov L. A., Allen C. C. Biodegradation and Rhodococcus –masters of catabolic versatili-ty // Current Opinion in Biotechnology. 2005. Т. 16, No 3. С. 282–290. doi: 10.1016/j.copbio.2005.04.00725.Chikere C. B., Okpokwasili G. C., Chikere B. O. Monitoring of microbial hydrocarbon remediation in the soil // 3 Biotech. 2011. Т. 1, No 3. С. 117–138. doi: 10.1007/s13205-011-0014-826.Yuan S. et al. Improving thermostability of Bacillus amyloliquefaciensalpha-amylase by multipoint muta-tions // Biochemical and Biophysical Research Communications. 2023. Т. 653. С. 69–75. doi: 10.1016/j.bbrc.2023.02.06427.Du R. et al. Purification and characterization of novel thermostable and Ca-independent α-amylase pro-duced by Bacillus amyloliquefaciensBH072 // International Journal of Biological Macromolecules. 2018. Т. 115. С. 1151–1156. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2018.05.00428.Smercina D. N. et al. Erratum for Smercina et al., “To Fix or Not To Fix: Controls on Free-Living Nitrogen Fixation in the Rhizosphere” // Appl Environ Microbiol. 2019. Т. 85, No 22. С. e02103-19. doi: 10.1128/AEM.02103-1929.Johansen J. E., Binnerup S. J. Contribution of Cytophaga-like Bacteria to the Potential of Turnover of Car-bon, Nitrogen, and Phosphorus by Bacteria in the Rhizosphere of Barley (Hordeum vulgare L.) // Microbial Ecolo-gy. 2002. Т. 43, No 3. С. 298–306. doi: 10.1007/s00248-002-2006-z30.Kumar V. et al. Isolation of phytase-producing bacteria from Himalayan soils and their effect on growth and phosphorus uptake of Indian mustard (Brassica juncea) // World J Microbiol Biotechnol. 2013. Т. 29, No 8. С. 1361–1369. doi: 10.1007/s11274-013-1299-z31.Gomez-Ramirez L. F., Uribe-Velez D. Phosphorus Solubilizing and Mineralizing Bacillus spp. Contribute to Rice Growth Promotion Using Soil Amended with Rice Straw // Curr Microbiol. 2021. Т. 78, No 3. С. 932–943. doi: 10.1007/s00284-021-02354-732.Lugtenberg B., Kamilova F. Plant-Growth-Promoting Rhizobacteria // Annu. Rev. Microbiol. 2009. Т. 63, No 1. С. 541–556. doi: 10.1146/annurev.micro.62.081307.16291833.Xun F. et al. Effect of plant growth-promoting bacteria (PGPR) and arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) inoculation on oats in saline-alkali soil contaminated by petroleum to enhance phytoremediation // Environ Sci Pol-lut Res. 2015. Т. 22, No 1. С. 598–608. doi: 10.1007/s11356-014-3396-434.Ahmed A., Hasnain S. Auxins as One of the Factors of Plant Growth Improvement by Plant Growth Pro-moting Rhizobacteria // Pol J Microbiol. 2014. Т. 63, No 3. С. 261–266. PMID: 2554693535.Validov S. et al. Selection of bacteria able to control Fusariumoxysporumf. sp. radicis-lycopersici in stone-wool substrate // J Appl Microbiol. 2007. Т. 102, No 2. doi: 10.1111/j.1365-2672.2006.03083.x36.De Weert S. et al. Flagella-Driven Chemotaxis Towards Exudate Components Is an Important Trait for Tomato Root Colonization by Pseudomonas fluorescens// MPMI. 2002. Т. 15, No 11. С. 1173–1180. doi: 10.1094/MPMI.2002.15.11.117337.Kamilova F. et al. Enrichment for enhanced competitive plant root tip colonizers selects for a new class of biocontrol bacteria // Environmental Microbiology. 2005. Т. 7, No 11. С. 1809–1817. doi: 10.1111/j.1462-2920.2005.00889.x38.Feng H. et al. Chemotaxis of Beneficial Rhizobacteria to Root Exudates: The First Step towards Root–Microbe Rhizosphere Interactions // IJMS. 2021. Т. 22, No 13. С. 6655. doi: 10.3390/ijms2213665539.Hashem A., Tabassum B., Fathi Abd_Allah E. Bacillus subtilis: A plant-growth promoting rhizobacterium that also impacts biotic stress // Saudi Journal of Biological Sciences. 2019. Т. 26, No 6. С. 1291–1297. doi: 10.1016/j.sjbs.2019.05.004
