Applied Biochemistry and MicrobiologyApplied Biochemistry and MicrobiologyПрикладная биохимия и микробиология0555-10993034-574XThe Russian Academy of Sciences68935310.31857/S0555109925030064FNVHRWArticlesСтатьиResearch ArticleDegradation of dibutyl phthalate by halotolerant strain Pseudarthrobacter sp. NKDBFgeltДеструкция дибутилфталата галотолерантным штаммом Pseudarthrobacter sp. NKDBFgeltYastrebovaO. V.ЯстребоваО. В.
Russian Federation
olyastr@mail.ruPyankovaA. A.ПьянковаА. А.
Russian Federation
olyastr@mail.ruNazarovA. V.НазаровА. В.
Russian Federation
olyastr@mail.ruNechaevaYu. I.НечаеваЮ. И.
Russian Federation
olyastr@mail.ruKorsakovaE. S.КорсаковаЕ. С.
Russian Federation
olyastr@mail.ruPlotnikovaE. G.ПлотниковаЕ. Г.
Russian Federation
olyastr@mail.ruInstitute of Ecology and Genetics of Microorganisms, Ural Branch, Russian Academy of SciencesИнститут экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН – филиал Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН040920256132832931608202516082025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0555-1099/article/view/689353

Dibutyl phthalate (DBP) is the di-n-butyl ester of ortho-phthalic acid, widely used in the chemical industry as a plasticizer and is a common environmental pollutant. The ability of the halotolerant strain Pseudarthrobacter sp. NKDBFgelt (VKM Ac-3035) isolated from the rhizosphere soil of a salt mining area (Perm Krai, Russia) to use DBP as the sole source of carbon and energy was studied. The strain NKDBFgelt was capable of growth on DBP and ortho-phthalic acid (PA) at high salinity (up to 30 g/L and 50 g/L NaCl, respectively), as well as growth on DBP at a high concentration — up to 9 g/L. The strain degraded 75.2% DBP (initial concentration 200 mg/L DBP) by 72 h of cultivation in the absence of salt. With increased salinity of the medium (30–70 g/l NaCl), DBP degradation was recorded at a level of 66.95–27.8%. Analysis of the genome of the strain NKDBFgelt revealed clusters of genes involved in the degradation of DBP, PA, benzoic acid, as well as genes encoding enzymes of the main degradation pathways of aromatic compounds. The halotolerant strain Pseudarthrobacter sp. NKDBFgelt has a high degradative potential and is promising in the development of new biotechnologies for the restoration of soils contaminated with phthalic acid esters.

Дибутилфталат (ДБФ) — ди-н-бутиловый эфир орто-фталевой кислоты, широко используется в химической промышленности в качестве пластификатора и является распространенным загрязнителем окружающей среды. Исследована способность галотолерантного штамма Pseudarthrobacter sp. NKDBFgelt (ВКМ Ас-3035), выделенного из ризосферной почвы района солеразработок (Пермский край, Россия), использовать ДБФ в качестве единственного источника углерода и энергии. Штамм NKDBFgelt способен к росту на ДБФ и орто-фталевой кислоте (ОФК) — ключевом метаболите деструкции ДБФ, при повышенном засолении среды (до 30 и 50 г/л NaCl соответственно), а также к росту на ДБФ в высокой концентрации — до 9 г/л. Штамм осуществлял разложение 75.2% ДБФ (начальная концентрация 200 мг/л) к 72 ч культивирования в отсутствии соли, но при повышенном засоления среды (30–70 г/л NaCl) зарегистрирована деструкция ДБФ на уровне 27.8–66.95%. Анализ генома штамма NKDBFgelt выявил кластеры генов, участвующих в разложении ДБФ, ОФК, бензойной кислоты, а также гены, кодирующие ферменты основных путей деструкции ароматических соединений. Галотолерантный штамм Pseudarthrobacter sp. NKDBFgelt имеет высокий деградативный потенциал и перспективен при разработке новых биотехнологий восстановления почв, загрязненных сложными эфирами фталевой кислоты.

Pseudarthrobacterdibutyl phthalateortho-phthalic aciddegradationsodium chloridecomplete genomePseudarthrobacterдибутилфталаторто-фталевая кислотаразложениехлорид натрияполный геномМинистерство науки и высшего образования Российской ФедерацииMinistry of Science and Higher Education of the Russian Federation075-03-2024-459Naveen K.V., Saravanakumar K., Zhang X., Sathiyaseelan A., Wang M.-H. // Environ. Res. 2022. V. 214. № 1. Article 113781. https://doi.org/10.1016/j.envres.2022.113781Das M.T., Kumar S.S., Ghosh P., Shah G., Malyan S.K., Bajar S. et al. // J. Hazard. Mater. 2021. V. 409. Article 124496. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.124496Liang D.-W., Zhang T., Fang H.H.P., He J. // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2008. V. 80. № 2. P. 183–198. https://doi.org/10.1007/s00253-008-1548-5Kong X., Jin D.C., Tai X., Yu H., Duan G.L., Yan X.L. et al. // Sci. Total. Environ. 2019. V. 667. P. 691–700. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.02.385Zorníkova G., Jarosova A., Hrivna L. // Acta Univ. Agric. Et. Silvic. Mendel. Brun. 2011. V. 59. P. 233–238. https://doi.org/10.11118/actaun201159030233Yue D.M., Yu X.Z., Li Y.H. // Int. J. Environ. Sci. Technol. 2015. V. 12. P. 3009–3016. https://doi.org/10.1007/s13762-014-0704-yGao M., Dong Y., Zhang Z., Song Z. // Environ. Pollut. 2020. V. 265. Article 114800. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2019.114126Azaizeh H., Castro P.M.L., Kidd P. // Organic Xenobiotics and Plants. / Eds. P. Schröder, C. D. Collins. Plant Ecophysiology. V. 8. Springer, 2011. P. 191–215. https://doi.org/10.1007/978-90-481-9852-8_9Бачурин Б.А., Одинцова Т.А. Современные экологические проблемы Севера. Апатиты: Изд-во Кольского НЦ РАН, 2006. T. 2. С. 7–9.Корсакова Е. С., Шестакова Е. А., Хайрулина Е. А., Назаров А. В. // Российский иммунологический журнал. 2015. Т. 9 (18). № 2 (1). С. 591–593.Cheng J.J., Liu Y.A., Wan Q., Yuan, L., Yu X.Y. // Sci. Total Environ. 2018. V. 640. P. 821–829. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.05.336Patil, N.K., Karegoudar, T.B. // World J. Microbiol. Biotechnol. 2005. V. 21. № 8–9. P. 1493–1498. https://doi.org/10.1007/s11274-005-7369-0Jin D., Kong X., Liu H., Wang X., Deng Y., Jia M., Yu X. // Int. J. Mol. Sci. 2016. V. 17. Article 1012. https://doi.org/10.3390/ijms17071012Lu Y., Tang F., Wang Y., Zhao J., Zeng X., Luo Q., Wang L. // J. Hazard. Mater. 2009. V. 168. № 2–3. P. 938–943. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2009.02.126Kumar V., Maitra S.S. // Biotech. 2016. V. 6. № 200. https://doi.org/10.1007/s13205-016-0524-5Liu T., Li J., Qiu L., Zhang F., Linhardt R.J., Zhong W. // Biotechnol. Bioeng. 2020. V. 117. P. 3712–3726. https://doi.org/10.1002/bit.27524Nandi M., Paul T., Kanaujiya D.K., Baskaran D., Pakshirajan K., Pugazhenthi G. // Water Supply. 2021. V. 21. № 5. P. 2084–2098. https://doi.org/10.2166/ws.2020.347Wen Z.D., Gao D.-W., Wu W.-M. // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2014. V. 98. № 10. Р. 4683–4690. https://doi.org/10.1007/s00253-014-5568-zChen F., Chen Y., Chen C., Feng L., Dong Y., Chen J., et al.. // Sci. Total Environ. 2021. V. 794. Article 148719. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.148719Shariati S., Ebenau-Jehle C., Pourbabaee A.A., Alikhani H.A., Rodriguez-Franco M., Agne M. et al. // Biodegradation. 2022. V. 33. P. 59–70. https://doi.org/10.1007/s10532-021-09966-7Ren C., Wang Y., Wu Y., Zhao H.-P., Li L. // Biodegradation. 2024. V. 35(1). P. 87–99. https://doi.org/10.1007/s10532-023-10032-7Eaton R.W. // J. Bacteriol. 2001. V. 183. № 12. P. 3689–3703. https://doi.org/10.1128/JB.183.12.3689-3703.2001Jin D., Kong X., Cui B., Bai Z., Zhang H. // Int. J. Mol. Sci. 2013. V. 14. P. 24046–24054. https://doi.org/10.3390/ijms141224046Xu X.-R., Li H.-B., Gu J.-D. // Ecotoxicol. Environ. Saf. 2007. V. 68. P. 379–385. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2006.11.012Yang T., Ren L., Jia Y., Fan S., Wang J., Wang J. et al. // Int. J. Environ. Res. Public Health. 2018. V. 15. Article 964. https://doi.org/10.3390/ijerph15050964Корсакова Е.С., Пьянкова А.А., Плотникова Е.Г. // Вестник Пермского университета. Серия Биология. 2023. № 4. С. 349‒355. https://doi.org/10.17072/1994-9952-2023-4-349-355Raymond R.L. // Developments in Industrial Microbiology. 1961. V. 2. № 1. P. 23–32.Нетрусов А.И. Практикум по микробиологии. М.: Академия, 2005. 608 с.Prjibelski A., Antipov D., Meleshko D., Lapidus, A., Korobeynikov A. // Current Protocols in Bioinformatics. 2020. V. 70. № 1. e102.Andrews S. FastQC: A Quality Control Tool for High Throughput Sequence Data; Babraham Bioinformatics, Babraham Institute: Cambridge, UK. 2010.Bolger A.M., Lohse M., Usadel B. // Bioinformatics. 2014. V. 30. № 15. P. 2114–2120. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btu170Antipov D., Hartwick N., Shen M., Raiko M., Lapidus A., Pevzner P. // Bioinformatics. 2016. V. 32. № 22. P. 3380–3387. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btw493Schwengers O., Jelonek L., Dieckmann M.A., Beyvers S., Blom J., Goesmann A. // Microbial Genomics. 2021. V. 7. № 11. Article 000685. https://doi.org/10.1099/mgen.0.000685.Tatusov R., Galperin M., Natale D., Koonin E. // Nucleic Acids Res. 2000. V. 28. № 1. P. 6–33. https://doi.org/10.1093/nar/28.1.33Kanehisa M., Goto S., Sato Y., Kawashima M., Furumichi M., Tanabe M. // Nucleic Acids Res. 2014. V. 42. № D1. P. D199–D205. https://doi.org/10.1093/nar/gkt1076Li C., Liu C., Li R., Liu Y., Xie J., Li B. //Toxics. 2022. V. 10. Article 532. https://doi.org/10.3390/toxics10090532Кашнер Д. Жизнь микробов в экстремальных условиях. М.: Мир, 1981. 365 с.Latif A., Ahmad R., Ahmed J., Shah M. M., Ahmad R., Hassan A. // Sci. Hortic. 2023. V. 319. Article 112115. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2023.112115Issifu M., Songoro E.K., Onguso J., Ateka E.M., Ngumi V.W. // Bacteria. 2022. V. 1. P. 191–206. https://doi.org/10.3390/bacteria1040015Li J., Peng W, Yin X., Wang X., Liu Z., Liu Q. et al.// J. Hazard. Mater. 2024. V. 465. Article 133138. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2023.133138Ren L., Lin Z., Liu H., Hu H. // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2018. V. 102. № 3. P. 1085–1096. https://doi.org/10.1007/s00253-017-8687-5Iwata M., Imaoka T., Nishiyama T., Fujii, T. // J. Biosci. Bioeng. 2016. V. 122. № 2. P. 140–145. https://doi.org/10.1016/j.jbiosc.2016.01.008Stanislauskienė R., Rudenkov M., Karvelis L. // Biologija. 2011. V. 57. № 3. P. 45–54.