Биологическая активность хелатов железа на основе Bacillus sp.
- Авторы: Сизенцов А.Н.1, Галактионова Л.В.1, Давыдова О.К.1, Ховрина Т.Д.1, Крюнькина В.С.1
-
Учреждения:
- Оренбургский государственный университет
- Выпуск: Том 27, № 11 (2024)
- Страницы: 48-55
- Раздел: Биоэлементология
- URL: https://journals.eco-vector.com/1560-9596/article/view/642192
- DOI: https://doi.org/10.29296/25877313-2024-11-06
- ID: 642192
Цитировать
Полный текст



Аннотация
Введение. Железо является одним из наиболее значимых эссенциальных элементов для всех живых организмов и одним из самых распространенных металлов в земной коре и почвах.
Цель работы – оценка биологической активности хелатных комплексов железа, полученных методом направленного бактериального синтеза на основе почвенных изолятов Bacillus sp., по отношению к бактериям, грибам и высшим растениям.
Материал и методы. В качестве источника металлорезистентных штаммов Bacillus sp. выступили образцы почвы, отобранные близ карьеров горнодобывающих предприятий цветной и черной металлургии (карьер ПАО «Гайский горно-обогатительный комбинат», карьер и «голубое» озеро Блявинского медно-колчеданного месторождения ООО «ММСК», Оренбургская область). В процессе отбора, селекции и оценки биологической активности хелатов железа на основе Bacillus sp. использовали диффузионный метод агаровых лунок, серийных разведений, «реплик». Фитотестирование осуществляли в соответствии с ISO 11269-2:2012 и ГОСТ 12038-84.
Результаты. Полученные в процессе одностадийного взаимодействия деструктурированной биомассы образцы B. cereus Cu pit с раствором FeSO4×7H2O (прекурсор) в концентрации 0,125 М в соотношении 1:10 имеют высокий потенциал использования в качестве бактерицидного комплекса характеризующегося выраженным ингибирующим действием в отношении S. aureus и P. aeruginosa (p < 0,01). В модельном эксперименте на Triticum aestivum и Sinapis alba регистрируется достоверно значимое стимулирование образования хлорофилла a и b обоих тест-культур и усиление компенсаторных механизмов с повышением их стрессоустойчивости. Изучение фунгицидной активности тестовых образцов биоматериала B. cereus Cu pit в комбинации с FeSO4×7H2O 0,250 М показало полное подавление роста исследуемых грибов.
Выводы. Потенциал использования хелатных комплексов на основе железорезистентного штамма B. cereus Cu pit обусловлен уровнем его биологической активности в зависимости от концентрации вносимого прекурсора.
Ключевые слова
Полный текст

Об авторах
А. Н. Сизенцов
Оренбургский государственный университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: asizen@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1099-3117
к.б.н., доцент кафедры биохимии и микробиологии
Россия, ОренбургЛ. В. Галактионова
Оренбургский государственный университет
Email: anilova.osu@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0781-3752
к.б.н., доцент, зав. кафедрой биологии и почвоведения
Россия, ОренбургО. К. Давыдова
Оренбургский государственный университет
Email: okdavydova@yahoo.com
ORCID iD: 0000-0002-1067-0337
к.б.н., доцент кафедры биохимии и микробиологии
Россия, ОренбургТ. Д. Ховрина
Оренбургский государственный университет
Email: erachina.tatiana@gmail.com
ORCID iD: 0009-0008-0723-9192
магистрант
Россия, ОренбургВ. С. Крюнькина
Оренбургский государственный университет
Email: violettakryunkina@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0009-4193-9368
магистрант
Россия, ОренбургСписок литературы
- Rizzi A., Roy S., Bellenger J.P. et al. Iron Homeostasis in Bacillus subtilis Requires Siderophore Production and Biofilm Formation. Appl Environ Microbiol. 2019 Jan 23; 85(3): e02439-18. doi: 10.1128/AEM.02439–18.
- Roy E.M., Griffith K.L. Characterization of a Novel Iron Acquisition Activity That Coordinates the Iron Response with Population Density under Iron-Replete Conditions in Bacillus subtilis. J Bacteriol. 2016 Dec 13; 199(1): e00487–16. doi: 10.1128/JB.00487-16.
- Fukushima T., Allred B.E., Sia A.K. et al. Gram-positive siderophore-shuttle with iron-exchange from Fe-siderophore to apo-siderophore by Bacillus cereus YxeB. Proc Natl Acad Sci U S A. 2013 Aug 20; 110(34): 13821–6. doi: 10.1073/pnas.1304235110.
- Ji C., Juárez-Hernández R.E., Miller M.J. Exploiting bacterial iron acquisition: siderophore conjugates. Future Med Chem. 2012 Mar; 4(3): 297–313. doi: 10.4155/fmc.11.191.
- Wang D., Zhan Y., Cai D. et al. Regulation of the Synthesis and Secretion of the Iron Chelator Cyclodipeptide Pulcherriminic Acid in Bacillus licheniformis. Appl Environ Microbiol. 2018 Jun 18; 84(13): e00262–18. doi: 10.1128/AEM.00262–18.
- McMillan D.G., Velasquez I., Nunn B.L. et al. Acquisition of iron by alkaliphilic bacillus species. Appl Environ Microbiol. 2010 Oct; 76(20): 6955–61. doi: 10.1128/AEM.01393-10.
- Yan Q., Lin X., Chen Z. et al. Biosynthesis of bionanomaterials using Bacillus cereus for the recovery of rare earth elements from mine wastewater. J Environ Manage. 2023 Mar 1; 329: 117098. doi: 10.1016/j.jenvman.2022.117098.
- Solovchenko A., Selyakh I., Semenova L. et al. A local or a stranger? Comparison of autochthonous vs. allochthonous microalgae potential for bioremediation of coal mine drainage water. Chemosphere. 2024 Sep 17; 365: 143359. doi: 10.1016/j.chemosphere.2024.143359.
- ISO 11269-2, Soil quality — Determination of the effects of pollutants on soil flora – Part 2: Method for the measurement of inhibition of root growth (Качество почвы. Определение воздействия загрязняющих веществ на флору почвы. Часть 2. Воздействие контаминированной почвы на прорастание и ранний рост высших растений).
- ГОСТ 12038-84 Межгосударственный стандарт. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести. Методы отбора проб. Москва: Стандартинформ, 2011. 121 с. [GOST 12038-84 Mezhgosudarstvennyj standart. Semena sel'skohozjajstvennyh kul'tur. Metody opredelenija vshozhesti. Metody otbora prob. Moskva: Standartin-form, 2011. 121 s. (In Russ.)].
- Andreazza R., Bortolon L., Pieniz S. et al. Phytoremediation of Vineyard Copper-Contaminated Soil and Copper Mining Waste by a High Potential Bioenergy Crop (Helianthus annus L.). Journal of Plant Nutrition. 2015 38(10): 1580–1594; https://doi.org/10.1080/01904167.2014.962702.
- Parida A.K., Kumari A., Panda A. et al. Photosynthetic pigments, betalains, proteins, sugars, and minerals during Salicornia brachiata senescence. Biologia plantarum. 2018; 62(2): 343–352. doi: 10.1007/s10535-017-0764-1.
- Wilkins D. The measurement of tolerance to edaphic factors by means of root growth. New Phytologist. 1978; 80: 623–33.
Дополнительные файлы
