ОТЧЕТ О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ по теме (проекту): Оценка деструкционного потенциала прокариотного сообщества почвы для ремедиации территорий, загрязненных пестицидами (заключительный)

РЕФЕРАТ Отчет содержит 28 с., 4 ч., 3 рис., 52 источника. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: СЕКВЕНИРОВАНИЕ, БАКТЕРИИ-ДЕСТРУКТОРЫ, БИОДЕГРАДАЦИЯ, ПЕСТИЦИДЫ, АМПЛИФИКАЦИЯ, БИОРЕМЕДИАЦИЯ, ПРОКАРИОТНОЕ СООБЩЕСТВО. Объект исследования – бактериальное сообщество, приуроченное к агродерново-подзолистой почве (Albic Retisols). Цель исследования – оценить потенциал почвенного прокариотного сообщества к разложению разных групп пестицидов при их совместном применении. Методы проведения работы – классические методы почвенной микробиологии (метод прямого посева почвенных суспензий на питательные среды, техника накопительных культур), современные методы молекулярно-генетического анализа. Результаты работы – Среди культивируемых прокариотных сообществ, выделенных практически из всех исследуемых образцов, представители родов Paenarthrobacter sp., Arthrobacter sp., Bacillus sp. и видов Microbacterium maritypicum, Bacillus acidiceler, Streptomyces pratensis, Arthrobacter agilis, Streptomyces violaceolatus, Streptomyces violaceoruber, Bacillus pseudomycoides, Leucobacter komagatae были доминантными. Полученные результаты согласуются с литературными данными. Во многих работах показана высокая эффективность биоразложения форсфорорганических и пиретроидных пестицидов штаммами бактерий родов Bacillus sp. Pseudomonas sp. и Arthrobacter sp., выделенными из почвы, хронически загрязненной этими пестицидами (Третьякова С. Э., 2013, Васнецова Е. В., 2016, Sharma A. et al., 2016, Kumar S. et al., 2018). Из образцов с добавлением гербицида Лазурита, СП (700 г/кг метрибузина) в рекомендованной норме применения выделены в чистую культуру бактерии родов Stenotrophomonas sp., Serratia sp. и Yersinia sp. При этом представители рода Stenotrophomonas sp. активно развивались в присутствии как фунгицида Бенорад, СП (500 г/кг беномила) в рекомендованной норме применения, так и в 10-кратной норме применения смеси из трех пестицидов. Штаммы бактерий, проявившие способность развиваться in vitro в присутствии пестицида в качестве единственного источника углерода, также принадлежали к родам Stenotrophomonas sp., Yersinia sp., Serratia sp. При этом представители рода Stenotrophomonas sp. способны к росту на среде с фунгицидом Бенорад, СП (500 г/кг беномила), с инсектицидом Танрек, ВРК (200 г/л имидаклоприда) и с тремя пестицидами одновременно в качестве единственного источника углерода. Бактерии родов Yersinia sp. и Serratia sp. росли только на среде со смесью из трех пестицидов. Таким образом выделенные штаммы бактерий Stenotrophomonas sp., Yersinia sp., Serratia sp. обладают уникальной способностью к разложению неоникотиноидов (имидаклоприд), бензимидазолов (беномил) и триазинонов (метрибузин). Бактерии рода Stenotrophomonas sp. и Serratia sp. являются деструкторами также и многих форсфорорганических пестицидов (диазинон, паратион, паратион-метил, этион, хлорпирифос, метидатион) (Li, C., Lan, Y., Zhang, J. et al., 2013, Kumar S. et al, 2018). Более того, выделенный в нашем эксперименте комплекс бактерий в целом совпадает с консорциумом штаммов-деструкторов тетрахлорвинфоса Stenotrophomonas malthophilia, Proteus vulgaris, Vibrio metschinkouii, Serratia ficaria, Serratia spp. и Yersinia enterocolitica. Перечисленные штаммы были получены из аборигенного прокариотного сообщества сельскохозяйственных почв, загрязненных фосфорорганическими пестицидами (Ortiz-Hernández M. et al., 2010). Новизна исследования заключается в том, что мы впервые выделяем бактерии, способные к разложению пестицидов из разных химических классов (неоникотиноиды, бензимидазолы, триазиноны). Преимуществом предлагаемого проекта перед имеющимися исследованиями является наличие долгосрочного полевого эксперимента, что позволяет рассмотреть влияние системного применения пестицидов на почвенный микробоценоз и перевести изучаемый вопрос в плоскость экологии биосистем. Кроме того, в работе широко будут использованы современные методы молекулярно-генетического анализа как для оценки влияния пестицидов на общее биоразнообразие прокариот в почве, так и для идентификации бактерий-деструкторов пестицидов. В результате реализации проекта будут получены новые данные о структуре и функционировании почвенного прокариотного сообщества под воздействием пестицидов из разных химических классов. Решение задач исследования позволит вскрыть механизмы биодеградации пестицидов и ответить на вопрос: «Возможно ли создание эффективного биопрепарата для ремедиации территорий, загрязненных пестицидами?». Практическая значимость: на основании результатов наших исследований будет составлена коллекция штаммов бактерий-деструкторов пестицидов и будут предложены методические рекомендации по разработке биопрепарата для ремедиации почв, одновременно загрязненных несколькими пестицидами.