Штамм Aspergillus niger АМ1 как агент биодеградации нефти и нефтепродуктов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследована биодеградация нефтей штаммом Aspergillus niger АМ1 ВКМ F-4815D. Визуальное наблюдение и хроматомасс-спектрометрия показали, что нефть подвергается частичной деструкции, но не может служить единственным источником углерода – в культуральной среде должна содержаться глюкоза. Интересным фактом является изменение консистенции, отвердения нефти под влиянием A. niger. Это позволяет рассматривать возможность использования штамма для биоремедиации почв и вод, загрязненных нефтью. Не менее интересно то, что еще ранее для штамма была установлена способность метаболизировать ряд токсичных соединений фосфора, включая даже белый и красный фосфор. Однако органические растворители в большинстве оказывают заметное токсическое действие, замедляя рост в присутствии глюкозы и не становясь источниками углерода в отсутствие глюкозы.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. З. Миндубаев

Казанский национальный исследовательский технологический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: mindubaev@iopc.ru
Россия, 420015, Казань

Э. В. Бабынин

Казанский (Приволжский) федеральный университет

Email: edward.b67@mail.ru
Россия, 420008, Казань

В. М. Бабаев

Институт органической и физической химии им. А.Е. Арбузова Казанского научного центра РАН

Email: babaev-84@mail.ru
Россия, 420088, Казань

В. В. Тутучкина

Институт органической и физической химии им. А.Е. Арбузова Казанского научного центра РАН

Email: tutuchkinav@mail.ru
Россия, 420088, Казань

С. Т. Минзанова

Институт органической и физической химии им. А.Е. Арбузова Казанского научного центра РАН

Email: minzanova@iopc.ru
Россия, 420088, Казань

Л. Г. Миронова

Институт органической и физической химии им. А.Е. Арбузова Казанского научного центра РАН

Email: mironoval1963@gmail.com
Россия, 420088, Казань

Ю. В. Караева

Казанский национальный исследовательский технологический университет

Email: julieenergy@list.ru
Россия, 420015, Казань

Список литературы

  1. Al-Hawash A.B., Zhang X., Ma F. Removal and biodegradation of different petroleum hydrocarbons using the filamentous fungus Aspergillus sp. RFC-1. Microbiology Open. 2019. V.8 (1). P. e00619. https://doi.org/10.1002/mbo3.619
  2. Asemoloye M.D., Tosi S., Daccò C. et al. Hydrocarbon degradation and enzyme activities of Aspergillus oryzae and Mucor irregularis isolated from Nigerian crude oil-polluted sites. Microorganisms. 2020. V. 8 (12). P. 1–19. https://doi.org/10.3390/microorganisms8121912
  3. Bidoia E.D., Montagnolli R.N., Lopes P.R.M. Microbial biodegradation potential of hydrocarbons evaluated by colorimetric technique: a case study. In: A. Mendez-Vilas (ed.). Current research, technology and education topics in applied microbiology and microbial biotechnology. Badajoz, 2010, pp. 1277–1288.
  4. Bilay V.I., Koval E.Z. Aspergilli. Key-book. Naukova Dumka, Kiev, 1988 (in Russ.).
  5. Cairns T.C., Nai C., Meyer V. How a fungus shapes biotechnology: 100 years of Aspergillus niger research. Fungal Biol. Biotechnol. 2018. V. 5 (13). P. 1–14. https://doi.org/10.1186/s40694-018-0054-5
  6. Gerginova M., Manasiev J., Yemendzhiev H. et al. Biodegradation of phenol by Antarctic strains of Aspergillus fumigatus. Zeitschr. Naturforschung C. 2013. V. 68 (9–10). P. 384–393. https://doi.org/10.1515/znc-2013-9-1006
  7. Hanson K.G., Desai J.D., Desai A.J. A rapid and simple screening technique for potential crude oil degrading microorganisms. Biotechnol. Tech. 1993. V. 7 (10). P. 745–748. https://doi.org/10.1590/S1517-838220080001000028
  8. Herrera-Gallardo B.E., Guzmán-Gil R., Colín-Luna J.A. et al. Atrazine biodegradation in soil by Aspergillus niger. Can J. Chemical Engineering. 2021. V. 99 (4). P. 932–946. https://doi.org/10.1002/cjce.23924
  9. Khan S., Nadir S., Shah Z. et al. Biodegradation of polyester polyurethane by Aspergillus tubingensis. Environm. Pollut. 2017. V. 225. P. 469–480. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2017.03.012
  10. Kubicki S., Bollinger A., Katzke N. et al. Marine biosurfactants: biosynthesis, structural diversity and biotechnological applications. Mar. Drugs. 2019. V. 17 (408). P. 1–30. https://doi.org/10.3390/md17070408
  11. Mariano A.P., Bonotto D.M., Angelis D.F. et al. Biodegradability of commercial and weathered diesel oils. Brazilian J. Microbiol. 2008. V. 39. P. 33–142.
  12. Mindubaev A.Z., Kuznetsova S.V., Evtyugin V.G. et al. Effect of white phosphorus on the survival, cellular morphology, and proteome of Aspergillus niger. Prikladnaya biokhimiya i mikrobiologiya. 2020. V. 56 (2). P. 194–201 (in Russ.). https://doi.org/10.1134/S0003683820020118
  13. Mindubaev A.Z., Babynin E.V., Bedeeva E.K. et al. Biological degradation of yellow (white) phosphorus, a compound of first class hazard. Russian J. Inorganic Chem. 2021. V. 66 (8). P. 1239–1244. https://doi.org/10.1134/S0036023621080155
  14. Mindubaev A.Z., Babynin E.V., Minzanova S.T. et al. A method for oil detoxification using the Aspergillus niger strain AM1VKM F-4815D. RF patent. 2023. № 2791735.
  15. Morgan J., Greenberg A. Insights into the formation and isomerization of the benzene metabolite muconaldehyde and related molecules: comparison of computational and experimental studies of simple, benzo-annelated, and bridged 2,3-epoxyoxepins. J. Org. Chem. 2010. V. 75 (14). P. 4761–4768. https://doi.org/10.1021/jo100610g
  16. Okoro C.C., Amund O.O. Biodegradation of produced water hydrocarbons by Aspergillus fumigatus. J. American Sci. 2010. V. 6 (3). P. 143–149. https://doi.org/10.12691/jaem-2–2–3
  17. Pathak V.M. Review on the current status of polymer degradation: a microbial approach. Biores. Bioprocessing. 2017. V. 4 (15). P. 1–31. https://doi.org/10.1186/s40643–017–0145–9
  18. Perdana A.T., Arianata M., Larasati T.R.D. Optimization of benzene and toluene biodegradation by Aspergillus niger and Phanerochaete chrysosporium. J. Al-Azhar Indonesia Ser. Sains Dan Teknol. 2019. V. 5 (2). P. 87–91. https://doi.org/10.36722/sst.v5i2.355
  19. Perrone G., Susca A., Cozzi G. et al. Biodiversity of Aspergillus species in some important agricultural products. Stud. Mycol. 2007. Vol. 59. P. 53–66. https://doi.org/10.3114/sim.2007.59.07
  20. Santacoloma-Londoño S.P. Evaluation of the biodegradation of polyethylene, polystyrene and polypropylene, through controlled tests in solid suspension with the fungus Aspergillus flavus. Scientia et Technica. 2019. V. 24 (3). P. 532–540. https://doi.org/10.22517/23447214.20731
  21. Singh B.K., Walker A. Microbial degradation of organophosphorus compounds. FEMS Microbiol. Rev. 2006. V. 30. № 3. P. 428–471. https://doi.org/10.1111/j.1574–6976.2006.00018.x
  22. Singh V., Dubey M., Bhadauria S. Biodeterioration of polyethylene high density by Aspergillus versicolor and Aspergillus terreus. J. Advanced Laboratory Res. Biol. 2012. V. 3 (1). P. 47–49.
  23. Supriya C., Neehar D. Biodegradation of phenol by Aspergillus niger. IOSR J. Pharmacy. 2014. V. 4 (7). P. 11–17. https://doi.org/10.9790/3013–0407011017
  24. Tebbouche L., Hank D., Zeboudj S. et al. Evaluation of the phenol biodegradation by Aspergillus niger: application of full factorial design methodology. Desalination and Water Treatment. 2015. V. 7 (13). P. 1–7. https://doi.org/10.1080/19443994.2015.1053991
  25. Zhang J., Xue Q., Gao H. et al. Biodegradation of paraffin wax by crude Aspergillus enzyme preparations for potential use in removing paraffin deposits. J. Basic Microbiol. 2015. V. 55 (11). P. 1326–1335. https://doi.org/10.1002/jobm.201500290
  26. Билай В.И., Коваль Э.З. (Bilay, Koval) Аспергиллы. Определитель. Киев: Наук. думка, 1988. 204 с.
  27. Миндубаев А.З., Кузнецова С.В., Евтюгин В.Г. и др. (Mindubaev et al.) Влияние белого фосфора на выживаемость, клеточную морфологию и протеом Aspergillus niger // Прикладная биохимия и микробиология. 2020. Т. 56. № 2. С. 194–201.
  28. Миндубаев А.З., Бабынин Э.В., Минзанова С.Т. и др. Способ детоксикации нефти с применением штамма Aspergillus niger АМ1ВКМ F-4815D. Патент РФ. 2023. № 2791735.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Пробы нефти, инокулированные штаммом Aspergillus niger АМ1: Г – глюкоза; НК – негативный контроль; Н-Ш – нефть Ново-Шешминского месторождения; П – нефть Первомайского месторождения. Рост мицелия заметен только в присутствии глюкозы. Снимок сделан на 36-е сут после посева.

Скачать (1MB)
Метаданные
3. Рис. 2. Снижение количества компонентов нефти с Первомайского месторождения в результате биодеструкции грибом Aspergillus niger АМ1.

Скачать (312KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Рост Aspergillus niger АМ1 на ацетонитриле: А – ацетонитрил; Г – глюкоза; НК – негативный контроль. Голубая окраска окисленного 2,6-дихлорфенолиндофенола свидетельствует об отсутствии метаболических процессов. Отсутствие окраски у восстановленного красителя свидетельствует о жизнедеятельности A. niger. Снимок сделан на 26-е сут после посева.

Скачать (508KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах