Идентификация потенциальных пробиотических культур из почвенного покрова Самарской области

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. Положительное влияние пробиотиков на организм человека разнообразно, пробиотические препараты восстанавливают нормобиоту слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта, обладают иммуномодулирующими свойствами. Наиболее изученными источниками пробиотических культур являются молочные продукты. Также в последнее время активно ведётся поиск пробиотических штаммов. Одним из перспективных источников является почва — экосистема с наибольшим биоразнообразием микроорганизмов.

Цель. Анализ видового разнообразия микроорганизмов почвы Самарской области с описанием основных групп потенциально пробиотических микроорганизмов.

Методы. Проведена микробиологическая оценка сельскохозяйственных почв. Было собрано 75 образцов почвы. Для бактериологического исследования использовали питательные среды: универсальный хромогенный агар, агар Мюллера–Хинтон с добавлением 5% бараньей крови, агар Миддлбрука, агар Рогоза, маннит-солевой агар, агар для выделения Brucella spp., агар для выделения Burkholderia cepacia complex, ксилозо-лизиновый дезоксихолатный агар, цетримидный агар, глюкозный агар Эшби, агар для выделения Clostridium spp., анаэробный агар, дифференциальный агар Редди, агар Сабуро и гранулированный агар Чапека–Докса. Посев образцов осуществляли по методу Дригальского. Идентификацию колоний микроорганизмов проводили с помощью методики MALDI-ToF масс-спектрометрии на приборе Microflex LT.

Результаты. Во всех образцах почвы были обнаружены основные представители типичных обитателей желудочно-кишечного тракта, используемых в качестве пробиотиков: Bacillus, Bifidobacterium, Enterococcus, Lactobacillus, Ligalactobacillus, Streptococcus. Было идентифицировано 45 видов возбудителей рода Bacillus. Среди представителей рода Lactobacillus наиболее часто встречаемыми были L. jensenii и L. sakei (в 50,7% образцов), L. plantarum (в 46,7%). Наиболее часто встречался Ligilactobacillus agilis — в 32% проб, также один из важных микроорганизмов, используемых в пробиотических препаратах Lig. salivarius был изолирован в 24% образцов. Enterococcus faecium был обнаружен в 68% образцов. Бактерии рода Streptococcus не являются типичными представителями микроорганизмов желудочно-кишечного тракта человека, обнаруженный в 4% образцов Str. salivarius является доминирующим представителем нормальной микрофлоры ротовой полости на протяжении всей жизни человека.

Заключение. Из полученных данных видно, что выявленные микроорганизмы, обитающие в почвенных покровах, могут быть использованы для разработки новых препаратов-пробиотиков. Большинство из них применяется в клинической практике для использования в лечении заболеваний желудочно-кишечного тракта (Bacillus, Bifidobacterium, Enterococcus, Lactobacillus, Ligilactobacillus).

Об авторах

Ольга Викторовна Сазонова

Самарский государственный медицинский университет

Email: o.v.sazonova@samsmu.ru
ORCID iD: 0000-0002-4130-492X
SPIN-код: 1789-6104

д-р мед. наук, профессор

Россия, Самара

Артём Викторович Лямин

Самарский государственный медицинский университет

Email: a.v.lyamin@samsmu.ru
ORCID iD: 0000-0002-5905-1895
SPIN-код: 6607-8990

д-р мед. наук, доцент

Россия, Самара

Дарья Сергеевна Тупикова

Самарский государственный медицинский университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: d.s.tupikova@samsmu.ru
ORCID iD: 0000-0003-2813-7271
SPIN-код: 3234-9993

канд. мед. наук

Россия, Самара

Алексей Сергеевич Сустретов

Самарский государственный медицинский университет

Email: a.s.sustretov@samsmu.ru
ORCID iD: 0000-0002-3021-2130
SPIN-код: 9001-7233
Россия, Самара

Елена Александровна Захарова

Самарский государственный медицинский университет

Email: e.a.zakharova@samsmu.ru
ORCID iD: 0000-0003-0012-5762
SPIN-код: 7123-5503
Россия, Самара

Карим Аскерович Каюмов

Самарский государственный медицинский университет

Email: k.a.kayumov@samsmu.ru
ORCID iD: 0000-0002-9614-7255
SPIN-код: 3614-7790
Россия, Самара

Дмитрий Владимирович Алексеев

Самарский государственный медицинский университет

Email: d.v.alekseev@samsmu.ru
ORCID iD: 0000-0002-8864-4956
SPIN-код: 6991-8918
Россия, Самара

Список литературы

  1. Barylnik YuB, Shuldyakov AA, Filippova NV, Ramazanova KKh. Human intestinal microbiome and mental health: state of the problem. Russian Journal of Psychiatry. 2015;(3):30–41. EDN: UCJIDR
  2. Usenko DV, Gorelov AV. Use of probiotics and probiotic products: possibilities and prospects Current Pediatrics. 2004;3(2):50–54. EDN: PCEPUN
  3. Kirpichenka AA, Kim IYu. Psychobiotics: can gut microbiota influence host's mental health? Vitebsk Medical Journal. 2017;16(2):26–42. doi: 10.22263/2312-4156.2017.2.26 EDN: YLJIZH
  4. Wikoff WR, Anfora AT, Liu J, et al. Metabolomics analysis reveals large effects of gut microflora on mammalian blood metabolites. Proc Natl Acad Sci USA. 2009;106(10):3698–3703. doi: 10.1073/pnas.0812874106
  5. O'Hara AM, Shanahan F. The gut flora as a forgotten organ. EMBO Rep. 2006;7(7):688–693. doi: 10.1038/sj.embor.7400731
  6. Linz B, Balloux F, Moodley Y, et al. An African origin for the intimate association between humans and Helicobacter pylori. Nature. 2007;445(7130):915–918. doi: 10.1038/nature05562
  7. Holzapfel WH. Appropriate starter culture technologies for small-scale fermentation in developing countries. Int J Food Microbiol. 2002;75(3):197–212. doi: 10.1016/s0168-1605(01)00707-3
  8. Lee IC, van Swam II, Boeren S, et al. Lipoproteins contribute to the anti-inflammatory capacity of lactobacillus plantarum WCFS1. Front Microbiol. 2020;11:1822. doi: 10.3389/fmicb.2020.01822
  9. Rook GA, Lowry CA, Raison CL. Microbial 'Old Friends', immunoregulation and stress resilience. Evol Med Public Health. 2013;2013(1):46–64. doi: 10.1093/emph/eot004
  10. Comas I, Coscolla M, Luo T, et al. Out-of-Africa migration and Neolithic coexpansion of Mycobacterium tuberculosis with modern humans. Nat Genet. 2013;45(10):1176–1182. doi: 10.1038/ng.2744
  11. Patent RUS № 2807931 C1. 21.11.2023. Byul. № 33. Liamin AV, Orlova LV, Doronina EG, et al. Method of collecting soil samples for microbiological studies. Available from: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_56017091_25653817.PDF EDN: MFQLHU
  12. Zielińska D, Kolożyn-Krajewska D. Food-origin lactic acid bacteria may exhibit probiotic properties: review. Biomed Res Int. 2018;2018:5063185. doi: 10.1155/2018/5063185
  13. Rook GAW. The old friends hypothesis: evolution, immunoregulation and essential microbial inputs. Front Allergy. 2023;4:1220481. doi: 10.3389/falgy.2023.1220481
  14. Rook GA, Raison CL, Lowry CA. Microbiota, immunoregulatory old friends and psychiatric disorders. Adv Exp Med Biol. 2014;817:319–356. doi: 10.1007/978-1-4939-0897-4_15
  15. Zawistowska-Rojek A, Tyski S. Are probiotic really safe for humans? Pol J Microbiol. 2018;67(3):251–258. doi: 10.21307/pjm-2018-044
  16. Kiseleva EP, Mikhailopulo KI, Sviridov OV, et al. The role of components of Bifidobacterium and Lactobacillus in pathogenesis and serologic diagnosis of autoimmune thyroid diseases. Benef Microbes. 2011;2(2):139–154. doi: 10.3920/BM2010.0011 EDN: PEAWGR
  17. Kouhounde S, Adéoti K, Mounir M, et al. Applications of probiotic-based multi-components to human, animal and ecosystem health: concepts, methodologies, and action mechanisms. Microorganisms. 2022;10(9):1700. doi: 10.3390/microorganisms10091700
  18. Suman J, Rakshit A, Ogireddy SD, et al. Microbiome as a key player in sustainable agriculture and human health. Front Soil Sci. 2022;2:821589. doi: 10.3389/fsoil.2022.821589
  19. Molino S, Lerma-Aguilera A, Jiménez-Hernández N, et al. Evaluation of the effects of a short supplementation with tannins on the gut microbiota of healthy subjects. Front Microbiol. 2022;13:848611. doi: 10.3389/fmicb.2022.848611
  20. Khairul SR, Leong SS, Korel F, et al. Systematic review of emerging trends in soil-based probiotic. Malaysian Journal of Soil Science. 2024;28:369–381.
  21. Mohkam M, Nezafat N, Berenjian A, et al. Identification of Bacillus probiotics isolated from soil rhizosphere using 16S rRNA, recA, rpoB gene sequencing and RAPD-PCR. Probiotics Antimicrob Proteins. 2016;8(1):8–18. doi: 10.1007/s12602-016-9208-z
  22. Shenderov BA. Metabiotics: novel idea or natural development of probiotic conception. Microb Ecol Health Dis. 2013;24(1):20399. doi: 10.3402/mehd.v24i0.20399 EDN: KABTXS
  23. Zhang W, Wu S, Jho EH, et al. From soil to the intestinal tract: The key role of beneficial elements and probiotics in promoting health and longevity. J Environ Manage. 2025;384:125611. doi: 10.1016/j.jenvman.2025.125611
  24. Semenov MV, Nikitin DA, Stepanov AL, Semenov VM. The structure of bacterial and fungal communities in the rhizosphere and root-free loci of gray forest soil. Pochvovedenie, 2019;(3):355–369. doi: 10.1134/S0032180X19010131 EDN: YXCDID
  25. van Reenen CA, Dicks LM. Horizontal gene transfer amongst probiotic lactic acid bacteria and other intestinal microbiota: what are the possibilities? A review. Arch Microbiol. 2011;193(3):157–168. doi: 10.1007/s00203-010-0668-3
  26. Shen F, Wang Q, Ullah S, et al. Ligilactobacillus acidipiscis YJ5 modulates the gut microbiota and produces beneficial metabolites to relieve constipation by enhancing the mucosal barrier. Food Funct. 2024;15(1):310–325. doi: 10.1039/d3fo03259k
  27. Cherevina EA, Stepycheva NV. The role of probiotics in maintaining the formation of cells of the intestinal immune system. In Situ. 2022;(11):143–147. EDN: IYSAUM
  28. Hempel S, Newberry S, Ruelaz A, et al. Safety of probiotics used to reduce risk and prevent or treat disease. Evid Rep Technol Assess (Full Rep). 2011;(200):1–645
  29. Guilherme L, Kalil J, Cunningham M. Molecular mimicry in the autoimmune pathogenesis of rheumatic heart disease. Autoimmunity. 2006;39(1):31–39. doi: 10.1080/08916930500484674
  30. Trukhan DI. Disorders of intestinal microbiocenosis: expanding the application of probiotics. Medical Council. 2022;16(7):132–143. doi: 10.21518/2079-701X-2022-16-7-132-143 EDN: PPPFVQ
  31. Al-Fakhrany OM, Elekhnawy E. Next-generation probiotics: the upcoming biotherapeutics. Mol Biol Rep. 2024;51(1):505. doi: 10.1007/s11033-024-09398-5
  32. Jeżewska-Frąckowiak J, Seroczyńska K, Banaszczyk J, et al. The promises and risks of probiotic Bacillus species. Acta Biochim Pol. 2018;65(4):509–519. doi: 10.18388/abp.2018_2652
  33. Ma J, Lyu Y, Liu X, et al. Engineered probiotics. Microb Cell Fact. 2022;21(1):72. doi: 10.1186/s12934-022-01799-0
  34. Mattoo R, Mallikarjuna S. Soil microbiome influences human health in the context of climate change. Future Microbiol. 2023;18:845–859. doi: 10.2217/fmb-2023-0098
  35. Blum WEH, Zechmeister-Boltenstern S, Keiblinger KM. Does soil contribute to the human gut microbiome? Microorganisms. 2019;7(9):287. doi: 10.3390/microorganisms7090287
  36. Yin HC, Jiang DH, Yu TF, et al. Characterization and functionality of Ligilactobacillus agilis 1003 isolated from chicken cecum against Klebsiella pneumoniae. Front Cell Infect Microbiol. 2024;14:1432422. doi: 10.3389/fcimb.2024.1432422
  37. O'Donnell MM, Harris HM, Lynch DB, et al. Lactobacillus ruminis strains cluster according to their mammalian gut source. BMC Microbiol. 2015;15:80. doi: 10.1186/s12866-015-0403-y
  38. Carbonne C, Chadi S, Kropp C, et al. Ligilactobacillus salivarius CNCM I-4866, a potential probiotic candidate, shows anti-inflammatory properties in vitro and in vivo. Front Microbiol. 2023;14:1270974. doi: 10.3389/fmicb.2023.1270974
  39. Zuany-Amorim C, Sawicka E, Manlius C, et al. Suppression of airway eosinophilia by killed Mycobacterium vaccae-induced allergen-specific regulatory T-cells. Nat Med. 2002;8(6):625–629. doi: 10.1038/nm0602-625
  40. Riva V, Mapelli F, Bagnasco A, et al. A meta-analysis approach to defining the culturable core of plant endophytic bacterial communities. Appl Environ Microbiol. 2022;88(6):e0253721. doi: 10.1128/aem.02537-21
  41. Soares A, Edwards A, An D, et al. A global perspective on bacterial diversity in the terrestrial deep subsurface. Microbiology (Reading). 2023;169(1):001172. doi: 10.1099/mic.0.001172
  42. Savlevich EL, Doroshchenko NE, Zharkikh MA, et al. Correction of halitosis in chronic inflammatory diseases of the oropharynx in adults. Russian Bulletin of Otorhinolaryngology. 2021;86(6):42–46. doi: 10.17116/otorino20218606141 EDN: SKUBFZ
  43. Ben Braïek O, Smaoui S. Enterococci: between emerging pathogens and potential probiotics. Biomed Res Int. 2019;2019:5938210. doi: 10.1155/2019/5938210
  44. Kudinova AG, Petrova MA, Soina VS, Maksakova SA. Basic antibiotic resistance of bacteria isolated from different biotopes. Pochvovedenie. 2019;88(6):695–704. doi: 10.1134/S0026365619050094 EDN: ADMWIM
  45. Harutyunyan N, Kushugulova A, Hovhannisyan N, Pepoyan A. One health probiotics as biocontrol agents: one health tomato probiotics. Plants (Basel). 2022;11(10):1334. doi: 10.3390/plants11101334 EDN: TPAGDO
  46. Sabater C, Neacsu M, Duncan SH. Harnessing beneficial soil bacteria to promote sustainable agriculture and food security: a one health perspective. Front Microbiol. 2025;16:1638553. doi: 10.3389/fmicb.2025.1638553
  47. Gwiazdowski R, Kubiak K, Jus K. The biocontrol of plant pathogenic fungi by selected lactic acid bacteria: from laboratory to field study. Agriculture. 2024;14(1):61; doi: 10.3390/agriculture14010061

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Эко-Вектор, 2026

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).