Биологическая активность хелатов железа на основе Bacillus sp.

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

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.

Полный текст

Доступ закрыт

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, Оренбург

Л. 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, Оренбург

О. К. Давыдова

Оренбургский государственный университет

Email: okdavydova@yahoo.com
ORCID iD: 0000-0002-1067-0337

к.б.н., доцент кафедры биохимии и микробиологии

Россия, Оренбург

Т. Д. Ховрина

Оренбургский государственный университет

Email: erachina.tatiana@gmail.com
ORCID iD: 0009-0008-0723-9192

магистрант

Россия, Оренбург

В. С. Крюнькина

Оренбургский государственный университет

Email: violettakryunkina@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0009-4193-9368

магистрант

Россия, Оренбург

Список литературы

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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.
  6. 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.
  7. 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.
  8. 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.
  9. 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).
  10. 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.)].
  11. 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.
  12. 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.
  13. Wilkins D. The measurement of tolerance to edaphic factors by means of root growth. New Phytologist. 1978; 80: 623–33.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© ИД "Русский врач", 2024