1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Почвоведение
  4. № 5, 2023

Почвоведение, 2023, № 5, стр. 594-602

Оценка хитинолитической и антибиотической активности актиномицетов Streptomyces avidinii INA 01467 и Micromonospora aurantiaca INA 01468

Г. А. Терегулова a, О. Н. Синёва b, Н. Н. Маркелова b, В. С. Садыкова b, Г. В. Уваров a, М. А. Коваленко a, Н. А. Манучарова a, *

a МГУ им. М.В. Ломоносова
119991 Москва, Ленинские горы, 1, Россия

b Научно-исследовательский институт по изысканию новых антибиотиков им. Г.Ф. Гаузе
119021 Москва, ул. Большая Пироговская, 11, стр. 1, Россия

* E-mail: manucharova@mail.ru

Поступила в редакцию 29.09.2022
После доработки 04.01.2023
Принята к публикации 05.01.2023

Аннотация

Проведена оценка антибиотической и хитинолитической активности у актиномицетов, выделенных из дерново-подзолистой почвы (Albic Retisol (Loamic)) Московской области (56°07′15″ N, 37°30′54″ E). На основании культурально-морфологических признаков и анализа гена 16S рРНК выделенные штаммы отнесены к Streptomyces avidinii INA 01467 и Micromonospora aurantiaca INA 01468. Оценка антибиотической активности выделенных культур актиномицетов показала, что штаммы проявляют как антибактериальную активность в отношении грамположительных бактерий, так и антифунгальную активность в отношении коллекционных штаммов грибов Sac. cerevisiae ИНА 01042, C. albicans ATCC 14053, F. oxysporum ВКПМ F-148. Способность к синтезу противогрибковых соединений увеличивалась при росте на среде с хитином у штамма Streptomyces avidinii INA 01467, в том числе в отношении фитопатогенного штамма Fusarium oxysporum ВКПМ F-148. С помощью метода ПЦР в реальном времени (Real-Time-PCR) было установлено наличие функциональных генов сhitA, отвечающих за синтез ферментов хитиназ группы А, у исследуемых бактериальных штаммов Streptomyces и Micromonospora. Наибольшее количество гена обнаружено при росте на хитине у штамма Streptomyces avidinii INA 01467, оно достигает порядка 15 × 103 копий/мл. Результаты показали наличие у исследуемых штаммов хитиназной и антибиотической активности, в том числе в отношении фитопатогенных грибов, что позволяет использовать их в технологиях защиты растений и биоремедиации почв.

Ключевые слова: полифункциональные актиномицеты, молекулярно-биологические методы, антибиотики, хитинолитики, функциональный ген chitA

Список литературы

  1. Варламов В.П., Ильина А.В., Шагдарова Б.Ц., Луньков А.П., Мысякина И.С. Хитин/хитозан и его производные // Успехи биологической химии. 2020. Т. 60. С. 317–368. https://doi.org/10.1134/S0006297920140084

  2. Кожевин П.А. Микробные популяции в природе. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1989. 175 с.

  3. Манучарова Н.А., Власенко А.Н., Менько Е.В., Звягинцев Д.Г. Специфика хитинолитического микробного комплекса в почвах, инкубируемых при различных температурах // Микробиология. 2011. Т. 80. № 2. С. 219–229. https://doi.org/10.1134/S002626171102010X

  4. Поздняков Л.А., Степанов А.Л., Гасанов М.Э., Семенов М.В., Якименко О.С., Суада А.К., Рай А.Н., Щеголькова Н.М. Влияние лигногумата на биологическую активность почвы о. Бали, Индонезия // Почвоведение. 2020. № 5. С. 601–609. https://doi.org/10.31857/S0032180X20050111

  5. Aly M.M., Sediq A.N., Baghdadi A.M., Amasha R.H. Chitin and chitinases, production, characterization and applications // IOSR J. Pharm. Biol. Sci. 2019. V. 14. P. 36043. https://doi.org/10.9790/3008-1402013643

  6. Bai Y., Eijsink V.G., Kielak A.M., van Veen J.A., de Boer W. Genomic comparison of chitinolytic enzyme systems from terrestrial and aquatic bacteria // Environ. Microbiol. 2016. V. 18. P. 38–49. https://doi.org/10.1111/1462-2920.12545

  7. Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology / Eds. J.A. Holt et al. Baltimore etc: Williams and Wilkins, 2012. V. 5. The Actinobacteria. https://doi.org/10.1002/9781118960608

  8. Bhattacharya D., Nagpure A., Gupta R.K. Bacterial chitinases: properties and potential // Crit. Rev. Biotechnol. 2007. V. 27. P. 21028. https://doi.org/10.1080/07388550601168223

  9. Brzezinska M.S., Jankiewicz U., Burkowska A., Walczak M. Chitinolytic microorganisms and their possible application in environmental protection // Curr. Microbiol. 2014. V. 68. P. 71–81. https://doi.org/10.1007/s00284-013-0440-4

  10. Dahiya N., Tewari R., Hoondal G.S. Biotechnological aspects of chitinolytic enzymes: a review // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2006. V. 71. P. 7730782. https://doi.org/10.1007/s00253-005-0183-7

  11. Golovchenko A.V., Gracheva T.A., Lypcan V.A., Dobrovol’skaya T.G., Manucharova N.A. Actinomycete Complex es in Eutrophic Peatlands // Eurasian Soil Science. 2022. T. 55. № 8. P. 1064–1073. https://doi.org/10.1134/S1064229322080026

  12. Gschwendtner S., Reichmann M., Müller M., Radl V., Munch J.C., Schloter M. Abundance of bacterial genes encoding for proteases and chitinases in the rhizosphere of three different potato cultivars // Biol. Fertil. Soils. 2010. V. 46. P. 6490652. https://doi.org/10.1007/s00374-010-0460-1

  13. Han Y., Yang B., Zhang F., Miao X., Li Z. Characterization of antifungal chitinase from marine Streptomyces sp. DA11 associated with South China sea sponge Craniella Australiensis // Mar. Biotechnol. 2009. V. 11. P. 132–140. https://doi.org/10.1007/s10126-008-9126-5

  14. Hobel C.F.V., Hreggvidsson G.O., Marteinsson V.T., Bahrani Mougeot F., Einarsson J.M., Kristjansson J.K. Cloning, expression, and characterization of a highly thermostable family 18 chitinase from Rhodothermus marinus // Extremophiles. 2005. V 9. № 1. P. 53064. https://doi.org/10.1007/s00792-004-0422-3

  15. Kashyap D.R., Vohra P.K., Chopra S., Tewari R. Application of pectinases in the commercial sector: a review// Bioresour. Technol. 2001. V. 77. P. 2150237. https://doi.org/10.1016/S0960-8524(00)00118-8

  16. Kumar M., Amandeep Brar A., Yadav M., Chawade A., Vivekanand V., Nidhi Pareek N. Chitinases-potential candidates for enhanced plant resistance towards fungal pathogens // Agricult. 2018. V. 8. № 88. https://doi.org/10.3390/agriculture8070088

  17. Lacombe-Harvey M.E., Brzezinski R., Beaulieu C. Chitinolytic functions in actinobacteria: ecology, enzymes, and evolution // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2018. V. 102. P. 7219–7230. https://doi.org/10.1007/s00253-018-9149-4

  18. Manucharova N.A. The microbial destruction of chitin, pectin, and cellulose in soils // Eurasian Soil Science. 2009. V. 42. № 13. P. 1526–1532. https://doi.org/10.1134/S1064229309130146

  19. Nawani N.N., Kapadnis B.D., Das A.D., Rao A.S., Mahajan S.K. Purification and characterization of a thermophilic and acidophilic chitinase from Microbispora sp. V2 // J. Appl. Microbiol. 2002. V. 93. P. 965–975. https://doi.org/10.1046/j.1365-2672.2002.01766.x

  20. Wang Q., Duan B., Yang R., Zhao Y., Zhang L. Screening and identification of chitinolytic actinomycetes and study on the inhibitory activity against Turfgrass Root rot disease fungi // J. Biosci. Medic. 2015. V. 3. P. 56065. https://doi.org/10.4236/jbm.2015.33009

  21. Williamson N., Brian, P., Wellington E.M. Molecular detection of bacterial and streptomycete chitinase in the environment // Antonie Van Leeuwenhoek. 2000. V. 78. P. 315–321. https://doi.org/10.1023/A:1010225909148

  22. Xiao X., Yin X., Lin J., Sun L., You Z., Wang P., Wang F. Chitinase Genes in Lake Sediments of Ardley Island, Antarctica // Appl. Environ. Microbiol. 2005. V. 71. P. 790407909. https://doi.org/10.1128/AEM.71.12.7904-7909.2005

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Почвоведение

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал