Деструктивная активность и продукция внеклеточных пероксидаз у микромицетов с различной экологической стратегией

Деструктивная активность и продукция внеклеточных пероксидаз у микромицетов с различной экологической стратегией

Автор: Турковская О.В., Дубровская Е.В., Гринев В.С., Баландина С.А., Позднякова Н.Н.

Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology

Рубрика: Агросистемы будущего агротехнологии и экология

Статья в выпуске: 1 т.54, 2019 года.

Бесплатный доступ

Загрязнение окружающей среды природными и техногенными поллютантами остается серьезной проблемой. На сельскохозяйственные угодья попадают такие масштабные и опасные поллютанты, как нефть и полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Природные экосистемы имеют мощный детоксикационный потенциал, который обеспечивается деструктивной активностью микроорганизмов, в том числе аскомицетов - одной из самых многочисленных групп царства грибов. В настоящей работе мы впервые показали способность ряда ранее не изученных штаммов аскомицетов различной родовой принадлежности активно разрушать нефть и ПАУ, продуцируя внеклеточные пероксидазы. Нашей целью было изучение деградации нефти и полициклических ароматических углеводородов микромицетами с различной экологической стратегией, а также выявление лигнинолитических ферментов, участвующих в окислении этих поллютантов. Использовали четыре штамма аскомицетов - Fusarium oxysporum IBPPM543, Lecani-cillium aphanocladii IBPPM542, Cladosporium herbarum MUT3238 и Geotrichum candidum MUT4803, имеющих различную таксономическую принадлежность и экологическую стратегию...

Еще

Аскомицеты, биодеградация, полициклические ароматические углеводороды, нефть, лигнинолитические ферменты, пероксидазы

Короткий адрес: https://sciup.org/142220093

IDR: 142220093   |   DOI: 10.15389/agrobiology.2019.1.65rus

Список литературы Деструктивная активность и продукция внеклеточных пероксидаз у микромицетов с различной экологической стратегией

  • Васильев А.В., Быков Д.Е., Пименов А.А. Экологический мониторинг загрязнения почвы нефтесодержащими отходами. Известия Самарского научного центра РАН, 2015, 17(4): 269-272.
  • Горобцова О.Н., Назаренко О.Г., Минкина Т.М., Борисенко Н.И., Ярощук А.В. Роль почвенного покрова в аккумуляции и миграции полициклических ароматических углеводородов при техногенном загрязнении. Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки, 2005, 1: 73-78.
  • Гагкаева Т.Ю., Шамшев И.В., Гаврилова О.П., Селицкая О.Г. Биология взаимоотношений грибов рода Fusarium и насекомых (обзор). Сельскохозяйственная биология, 2014, 3: 13-23 ( ) DOI: 10.15389/agrobiology.2014.3.13rus
  • Dinolfo M.I., Castañares E., Stenglei S.A. Fusarium-plant interaction: state of the art -a review. Plant Protect. Sci., 2017, 53: 61-70 ( ) DOI: 10.17221/182/2015-PPS
  • Gordon T.R., Okamoto D., Jacobson D.J. Colonization of muskmelon and nonsusceptible crops by Fusarium oxysporum f. sp. melonis and other species of Fusarium. Phytopathology, 1989, 79(10): 1095-1100 ( ) DOI: 10.1094/Phyto-79-1095
  • Lemanceau P., Bakker P.A.H.M., DeKogel W.J., Alabouvette C., Schippers B. Antagonistic effect of nonpathogenic Fusarium oxysporum Fo47 and pseudobactin 358 upon pathogen Fusarium oxysporum f. sp. dianthi. Appl. Environ. Microbiol., 1993, 59(1): 74-82.
  • Jacques R.J., Okeke B.C., Bento F.M., Teixeira A.S., Peralba M.C., Camargo F.A. Microbial consortium bio ugmentation of a polycyclic aromatic hydrocarbons contaminated soil. Bioresource Technol., 2008, 99(7): 2637-2643 ( )
  • DOI: 10.1016/j.biortech.2007.04.047
  • Thion C., Cébron A., Beguiristain T., Leyval C. Inoculation of PAH-degrading strains of Fusarium solani and Arthrobacter oxydans in rhizospheric sand and soil microcosms: microbial interactions and PAH dissipation. Biodegradation, 2013, 24(4): 569-581 ( )
  • DOI: 10.1007/s10532-013-9628-3
  • Krivobok S., Miriouchkine E., Seigle-Murandi F., Benoit-Guyod J.-L. Biodegradation of anthracene by soil fungi. Chemosphere, 1998, 37(4): 523-530 ( )
  • DOI: 10.1016/S0045-6535(98)00067-8
  • Potin O., Veignie E., Rafin C. Biodegradation of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) by Cladosporium sphaerospermum isolated from an aged PAH contaminated soil. FEMS Microbiol. Ecol., 2004, 51(1): 71-78 ( )
  • DOI: 10.1016/j.femsec.2004.07.013
  • Boutrou R., Guéguen T.M. Interests in Geotrichum candidum for cheese technology. Int. J. Food Microbiol., 2005, 102(1): 1-20 ( )
  • DOI: 10.1016/j.ijfoodmicro.2004.12.028
  • Kim S.J., Ishikawa K., Hirai M., Shoda M. Characteristics of a newly isolated fungus, Geotrichum candidum Deс 1, which decolorizes various dyes. Journal of Fermentation and Bioengineering, 1995, 79(6): 601-607 ( )
  • DOI: 10.1016/0922-338X(95)94755-G
  • Kim S.J., Shoda M. Purification and characterization of a novel peroxidase from Geotrichum candidum Dec 1 involved in decolorization of dyes. Appl. Environ. Microb., 1999, 65(3): 1029-1035.
  • Ziganshin A.M., Gerlach R., Naumenko E.A., Naumova R.P. Aerobic degradation of 2,4,6-trinitrotoluene by the yeast strain Geotrichum candidum AN-Z4. Microbiology, 2010, 79(2): 178-183 ( )
  • DOI: 10.1134/S0026261710020086
  • Jakovljević V.D., Vrvić M.M. Potential of pure and mixed cultures of Cladosporium cladosporioides and Geotrichum candidum for application in bioremediation and detergent industry. Saudi J. Biol. Sci., 2018, 25(3): 529-536 ( )
  • DOI: 10.1016/j.sjbs.2016.01.020
  • Zare R., Gams W. A revision of Verticillium section Prostrata. IV. The genera Lecanicillium and Simplicillium gen. nov. Nova Hedwigia, 2001, 73(1/2): 1-50.
  • Manfrino R.G., González A., Barneche J., Tornesello Galván J., Hywell-Jones N., López-Lastra C.C. Contribution to the knowledge of pathogenic fungi of spiders in Argentina. Southernmost record in the world. Rev. Argent. Microbiol., 2017, 49(2): 197-200 ( )
  • DOI: 10.1016/j.ram.2016.10.007
  • El-Debaiky S.A. New record of Lecanicillium aphanocladii family: Cordycipitaceae from Egypt. J. Bacteriol. Mycol. Open Access, 2017, 5(7): 00161 ( )
  • DOI: 10.15406/jbmoa.2017.05.00161
  • Pinto A., Serrano C., Pires T., Mestrinho E., Dias L., Teixeira D., Caldeira A. Degradation of terbuthylazine, difenoconazole and pendimethalin pesticides by selected fungi cultures. Sci. Total Environ., 2012, 435-436(1): 402-410 ( )
  • DOI: 10.1016/j.scitotenv.2012.07.027
  • Vroumsia T., Steiman R., Seigle-Murandi F., Benoit-Guyod J.-L. Effects of culture parameters on the degradation of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) and 2,4-dichlorophenol (2,4-DCP) by selected fungi. Chemosphere, 1999, 39(9): 1397-1405 ( )
  • DOI: 10.1016/S0045-6535(99)00042-9
  • Kadri T., Rouissi T., Brar S.K., Cledon M., Sarma S., Verma M. Biodegradation of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) by fungal enzymes: A review. J. Environ. Sci., 2017, 51(1): 52-74 ( )
  • DOI: 10.1016/j.jes.2016.08.023
  • Ghosal D., Ghosh S., Dutta T.K., Ahn Y. Current state of knowledge in microbial degradation of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs): A Review. Front. Microbiol., 2016, 7: 1369 ( )
  • DOI: 10.3389/fmicb.2016.01369
  • Bezalel L., Hadar Y., Cerniglia C. Enzymatic mechanisms involved in phenanthrene degradation by the white rot fungus Pleurotus ostreatus. Appl. Environ. Microbiol., 1997, 63(7): 2495-2501.
  • Kirk T., Croan S., Tien M., Murtagh K., Farrell R. Production of multiple ligninases by Phanerochaete chrysosporium effect of selected growth condition and use mutant strain. Enzyme Microb. Tech., 1986, 8(1): 27-32 ( )
  • DOI: 10.1016/0141-0229(86)90006-2
  • Pozdnyakova N.N., Jarosz-Wilkolazka A., Polak J., Graz M., Turkovskaya O.V. Decolourisation of anthraquinone-and anthracene-type dyes by versatile peroxidases from Bjerkandera fumosa and Pleurotus ostreatus D1. Biocatal. Biotransform., 2015, 33(2): 69-80 ( )
  • DOI: 10.3109/10242422.2015.1060227
  • Методы анализа органического вещества пород, нефти и газа/Под ред. А.В. Рылькова. Тюмень, 1977.
  • Niku-Paavola M.L., Karhunen E., Salola P., Raunio V. Ligninolytic enzymes of the white rot fungus Phlebia radiata. Biochem. J., 1988, 254(3): 877-884 ( )
  • DOI: 10.1042/bj2540877
  • Heinfling A., Martinez M., Martinez A., Bergbauer M., Szewzyk U. Purification and characterization of peroxidases from dye-decolorizing fungus Bjerkandera adusta. FEMS Microbiol. Lett., 1998, 165(1): 43-50 ( )
  • DOI: 10.1016/S0014-5793(98)00512-2
  • Tien M., Kirk K. Lignin-degrading enzyme from Phanerochaete chrysosporium: purification, characterization, and catalytic properties of a unique H2O2-requiring oxygenase. PNAS USA, 1984, 81(8): 2280-2284 ( )
  • DOI: 10.1073/pnas.81.8.2280
  • Sardrood B.P., Goltapeh E.M., Varma A. An introduction to bioremediation. Chapter 1. In: Fungi as Bioremediators. Soil Biology, V. 32/E. Goltapeh, Y. Danesh, A. Varma (eds.). Springer, Berlin, Heidelberg, 2013: 3-27 ( )
  • DOI: 10.1007/978-3-642-33811-3_1
  • Mohsenzadeh F., Nasseri S., Mesdaghinia A., Nabizadeh R., Zafari D., Khodakaramian G., Chehregani A. Phytoremediation of petroleum-polluted soils: Application of Polygonum aviculare and its root-associated (penetrated) fungal strains for bioremediation of petroleum-polluted soils. Ecotox. Environ. Safe., 2010, 73(4): 613-619 ( )
  • DOI: 10.1016/j.ecoenv.2009.08.020
  • Varjani S.J. Microbial degradation of petroleum hydrocarbons. Bioresource Technol., 2017, 223(1): 277-286 ( )
  • DOI: 10.1016/j.biortech.2016.10.037
  • Balaji V., Arulazhagan P., Ebenezer P. Enzymatic bioremediation of polyaromatic hydrocarbons by fungal consortia enriched from petroleum contaminated soil and oil seeds. J. Environ. Biol., 2014, 35: 521-529.
  • Wong D.W.S. Structure and action mechanism of ligninolytic enzymes. Appl. Biochem. Biotech., 2009, 157(2): 174-209 ( )
  • DOI: 10.1007/s12010-008-8279-z
  • Obruca S., Marova I., Matouskova P., Haronikova A., Lichnova A. Production of lignocellulose-degrading enzymes employing Fusarium solani F-552. Folia Microbiol., 2012, 57(3): 221-227 ( )
  • DOI: 10.1007/s12223-012-0098-5
  • Kwiatos N., Ryngajłło M., Bielecki S. Diversity of laccase-coding genes in Fusarium oxysporum genomes. Front. Microbiol., 2015, 6: 33 ( )
  • DOI: 10.3389/fmicb.2015.00933
  • Wua Y.-R., Luo Z.-H., Vrijmoed L.L.P Biodegradation of anthracene and benzanthracene by two Fusarium solani strains isolated from mangrove sediments. Bioresource Technol., 2010, 101(24): 9666-9672 ( )
  • DOI: 10.1016/j.biortech.2010.07.049
  • Sampedro I., D'Annibale A., Ocampo J.A., Stazi S.R., García-Romera I. Solid-state cultures of Fusarium oxysporum transform aromatic components of olive-mill dry residue and reduce its phytotoxicity. Bioresource Technol., 2007, 98(18): 3547-3554 ( )
  • DOI: 10.1016/j.biortech.2006.11.015
  • Asses N., Ayed L., Bouallagui H., Sayadi S., Hamdi M. Biodegradation of different molecular-mass polyphenols derived from olive mill wastewaters by Geotrichum candidum. International Biodeterioration & Biodegradation, 2009, 63(4): 407-413 ( )
  • DOI: 10.1016/j.ibiod.2008.11.005
  • Ayed L., Assas N., Sayadi S., Hamdi M. Involvement of lignin peroxidase in the decolourization of black olive mill wastewaters by Geotrichum candidum. Lett. Appl. Microbiol., 2005, 40(1): 7-11 ( )
  • DOI: 10.1111/j.1472-765X.2004.01626.x
  • Hammel K., Green B., Gai W. Ring fission of anthracene by eukaryote. PNAS USA, 1991, 88(23): 10605-10608 ( )
  • DOI: 10.1073/pnas.88.23.10605
  • Позднякова Н.Н., Чернышова М.П., Гринёв В.С., Ландесман Е.О., Королёва О.В., Турковская О.В. Деградация флуорена и флуорантена базидиомицетом Pleurotus ostreatus. Прикладная биохимия и микробиология, 2016, 52(6): 590-598 ( )
  • DOI: 10.7868/S0555109916060131
  • Pozdnyakova N., Dubrovskaya E., Chernyshova M., Makarov O., Golubev S., Balandina S., Turkovskaya O. The degradation of three-ringed polycyclic aromatic hydrocarbons by wood-inhabiting fungus Pleurotus ostreatus and soil-inhabiting fungus Agaricus bisporus. Fungal Biology, 2018, 122(5): 363-372 ( )
  • DOI: 10.1016/j.funbio.2018.02.007
  • Ning D., Wang H., Ding C., Lu H. Novel evidence of cytochrome P450-catalyzed oxidation of phenanthrene in Phanerochaete chrysosporium under ligninolytic conditions. Biodegradation, 2010, 21(6): 889-901 ( )
  • DOI: 10.1007/s10532-010-9349-9
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp