Mikrobiol. Z. 2021; 83(6):3-12.
doi: https://doi.org/10.15407/microbiolj83.06.003

Оцінка детоксикації фенолу штамом Rhodococcus aetherivorans УКМ Ас-602
методом фітотестування

Л.А. Хоменко, Т.М. Ногіна, В.С. Підгорський

Інститут мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України
вул. Академіка Заболотного, 154, Київ, 03143, Україна

Моноароматичні речовини відносяться до широко розповсюджених забруднювачів ґрунту та підземних вод. Серед них – фенол, який є однією з найбільш токсичних та канцерогенних сполук. Його біодеструкція має важливе значення для захисту навколишнього середовища. Використання метаболічного потенціалу мікроорганізмів для очищення довкілля від забруднюючих речовин є безпечною та економічно вигідною альтернативою фізико-хімічним методам, які широко застосовуються. Мета. Дослідити ефективність детоксикації фенолу штамом Rhodococcus aetherivorans УКМ Ac-602 із використанням методу фітотестування. Методи. Бактерії вирощували в рідкому мінеральному середовищі при початковій концентрації фенолу 500, 750 та 1000 мг/л як єдиного джерела вуглецю та енергії протягом 24, 48 і 72 г росту відповідно. Фітотоксичність визначали за допомогою експрес-тесту з використанням насіння ярої пшениці сорту «Печерянка» (Triticum aestivum L.). Насіння рослини інкубували за температури 20±2°C протягом 7 діб у чашках Петрі із фільтрувальним папером, обробленим відповідним водним розчином фенолу, або постферментаційною культуральною рідиною (ПФКР) після росту штаму в середовищі з такими ж концентраціями фенолу. Морфометричні параметри пшениці оцінювали відносно дистильованої води. Порівняльний аналіз ступеня токсичності зразків і визначення класу їх токсичності проводили з використанням методики розрахунку індексу токсичності фактору (ІТФ), який оцінюється по Кабірову. Результати. По дії на пшеницю водні розчини фенолу і ПФКР значно різнилися між собою. Розчини фенолу 500 і 750 мг/л проявляли значну інгібувальну дію на всі початкові ростові параметри тест-рослини. Найменше пригнічення росту викликала концентрація фенолу 500 мг/л, під дією якої кількість пророслого насіння зменшилася на 59,6%, довжина пагонів − на 59,7%, довжина коренів − на 84,5%, а суха маса пагонів − на 35,0%. За концентрації фенолу 750 мг/л ці показники збільшувалися на 7−30%. При цьому найбільшу чутливість до дії фенолу проявляли коріння рослини. Концентрація фенолу 1000 мг/л викликала повну загибель насіння рослини. На відміну від водних розчинів фенолу ПФКР проявляла незначний, у порівнянні з контролем, вплив на всі морфометричні показники рослини. Близькими за дією на рослину були ПФКР після росту штаму R. aetherivorans УКМ Ac-602 на середовищі з початковими концентраціями фенолу 500 і 750 мг/л: кількість пророслого насіння зменшилася в середньому на 15.8 %, довжина коренів − на 19,8%, а довжина пагонів і їх суха маса збільшилися на 17,8% і 7,2% відповідно. ПФКР після росту штаму на середовищі з концентрацією фенолу 1000 мг/л проявляла більш негативну дію щодо пшениці: кількість пророслого насіння зменшувалася на 18,0%, довжина пагонів − на 25,3, довжина коренів − на 29,0, а суха маса пагонів − на 7,2%. Для водних розчинів фенолу ІТФ мали значно нижчі значення (0–0.40), ніж для ПФКР (0,71–1,0). Висновки. На основі отриманих у цій роботі даних встановлено, що штам R. aetherivorans УКМ Ac-602 активно проводить детоксикацію висококонцентрованих фенолвмісних середовищ. Аналіз результатів розрахунку середніх значень ІТФ (ІТФср) показав, що під впливом цього штаму токсичність розчинів фенолу з концентрацією 500, 750 та 1000 мг/л, які, відповідно до шкали Кабірова, відносяться до II (високий) та I (надвисокий) класів, знизилася до IV (низька токсичність) та V (норма) класів. Це свідчить про екологічну безпечність кінцевих продуктів деструкції фенолу штамом R. aetherivorans УКМ Ас-602 та перспективність його використання у біотехнологіях очищення довкілля від фенольних забруднень.

Ключові слова: Rhodococcus aetherivorans, фенол, детоксикація, фітотоксичність.

Повний текст (PDF, англ)