RU2534819C2 - Vibrio aquamarinus strain, method of determining sample toxicity using same and testing culture for determining sample toxicity - Google Patents
Vibrio aquamarinus strain, method of determining sample toxicity using same and testing culture for determining sample toxicity Download PDFInfo
- Publication number
- RU2534819C2 RU2534819C2 RU2012148361/10A RU2012148361A RU2534819C2 RU 2534819 C2 RU2534819 C2 RU 2534819C2 RU 2012148361/10 A RU2012148361/10 A RU 2012148361/10A RU 2012148361 A RU2012148361 A RU 2012148361A RU 2534819 C2 RU2534819 C2 RU 2534819C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- strain
- vibrio
- toxicity
- aquamarinus
- vkpm
- Prior art date
Links
Landscapes
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к биотехнологии, а именно к штаммам бактерий для биотестирования токсичности объектов окружающей среды и может быть использовано при проведении эколого-токсических исследований, при мониторинге водных экосистем.The invention relates to biotechnology, namely, bacterial strains for biotesting the toxicity of environmental objects and can be used in environmental-toxic studies, while monitoring aquatic ecosystems.
Уровень техникиState of the art
Известен штамм бактерий Ph. phosphoreum (Cohn) Ford, который рекомендован для биотестирования воды на территории Украины (И.Ю.Малыгина, А.М.Кацев. Светящиеся бактерии Черного и Азовского морей, КНД 211.1.4.060-97) (1, 2). Известный штамм при проведении тестирования используется в лиофилизированном виде и требуется восстановление его активной формы. Кроме того, чувствительность данного штамма к токсическим веществам недостаточно высокая, в частности известный штамм позволяет определить наличие токсических веществ в концентрациях, превышающих ПДК.A known strain of bacteria Ph. phosphoreum (Cohn) Ford, which is recommended for biotesting water in Ukraine (I.Yu. Malygina, A.M. Katsev. Luminous bacteria of the Black and Azov Seas, KND 211.1.4.060-97) (1, 2). The known strain during testing is used in lyophilized form and requires the restoration of its active form. In addition, the sensitivity of this strain to toxic substances is not high enough, in particular, the known strain allows you to determine the presence of toxic substances in concentrations exceeding the MPC.
Известен бактериальный тест «Эколюм», разработанный в России (МГУ, Москва) (3). Биосенсор «Эколюм» представляет собой лиофилизированные культуры генно-инженерного штамма люминесцентных бактерий, содержащиеся в среде инертных газов в специальных стеклянных флаконах. Культура получена посредством генно-инженерного внедрения lux-оперона в специально подобранный штамм Е. coli. Производится согласно ТУ 6-09-20-236-93. (3) Используется для определения токсичности воды (4), почв (5), химических соединений, полимеров, материалов и изделий (6).The known bacterial test "Ekolyum", developed in Russia (Moscow State University, Moscow) (3). The Ekolyum biosensor is a lyophilized culture of a genetically engineered strain of luminescent bacteria contained in an inert gas medium in special glass bottles. The culture was obtained through genetic engineering introduction of a lux operon into a specially selected strain of E. coli. It is made according to TU 6-09-20-236-93. (3) Used to determine the toxicity of water (4), soil (5), chemical compounds, polymers, materials and products (6).
Недостатком известного штамма является недостаточно высокая чувствительность к токсическим веществам, в частности к их наличию в концентрациях на уровне ПДК и ниже. Для тестирования используется лиофилизированная культура, которая находится в биологически неактивной форме и для перехода к активному физиологическому состоянию ей требуется время для прохождения нескольких делений клеток. Недостатком следует считать и высокую себестоимость производства биосенсора вследствие использования дорогостоящего процесса лиофилизации. Кроме того, препарат биосенсора поставляется лишь при условии изначального приобретения прибора экологического контроля «Биотоке-10М».A disadvantage of the known strain is not sufficiently high sensitivity to toxic substances, in particular to their presence in concentrations at the MPC level and below. For testing, a lyophilized culture is used, which is in a biologically inactive form and it takes time for it to go through several cell divisions to go to an active physiological state. The disadvantage is the high cost of biosensor production due to the use of the expensive lyophilization process. In addition, the biosensor preparation is supplied only subject to the initial acquisition of the Biotoke-10M environmental monitoring device.
Известны штаммы Vibrio fischeri ВКПМ В-9580 и Vibrio fischeri ВКПМ В-9579, выделенные из воды Черного моря, которые могут быть использованы для тестирования токсичности окружающей среды (7) (8).The known strains of Vibrio fischeri VKPM B-9580 and Vibrio fischeri VKPM B-9579 isolated from the Black Sea water can be used to test environmental toxicity (7) (8).
В качестве прототипа выбран штамм Vibrio fischeri ВКПМ В-9579 (8). Биотестирование основано на определении изменения интенсивности биолюминесценции штамма Vibrio fischeri ВКПМ В-9579 при воздействии токсических веществ, присутствующих в анализируемой пробе, по сравнению с контролем.As a prototype of the selected strain of Vibrio fischeri VKPM B-9579 (8). Biotesting is based on determining the change in the intensity of bioluminescence of the strain Vibrio fischeri VKPM B-9579 when exposed to toxic substances present in the analyzed sample, compared with the control.
Чувствительность данного штамма к токсическим веществам недостаточно высокая, в частности известный штамм недостаточно достоверно определяет наличие токсических веществ в концентрациях на уровне ПДК и ниже.The sensitivity of this strain to toxic substances is not high enough, in particular, the known strain does not reliably determine the presence of toxic substances in concentrations at the MPC level and below.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Целью данного изобретения является получение нового, доступного и дешевого штамма бактерий, характеризующегося высокой чувствительностью биолюминесценции к действию токсических веществ самой разнообразной химической природы.The aim of this invention is to obtain a new, affordable and cheap strain of bacteria characterized by high sensitivity of bioluminescence to the action of toxic substances of a wide variety of chemical nature.
Для достижения поставленной цели предложен штамм бактерий Vibrio aquamarinus ВКПМ В-11245 (Vibrio aquamarinus DSM 26054), выделенный из воды Черного моря, отобранной в районе Абрау-Дюрсо.To achieve this goal, the proposed strain of bacteria Vibrio aquamarinus VKPM B-11245 (Vibrio aquamarinus DSM 26054), isolated from the Black Sea, selected in the region of Abrau-Durso.
Одним из воплощений настоящего изобретения является штамм бактерий Vibrio aquamarinus ВКПМ В-11245 (Vibrio aquamarinus DSM 26054) для определения токсичности проб.One of the embodiments of the present invention is a strain of bacteria Vibrio aquamarinus VKPM B-11245 (Vibrio aquamarinus DSM 26054) to determine the toxicity of the samples.
В другом воплощении настоящее изобретение относится к способу определения токсичности проб, включающий измерение люминесценции штамма бактерий Vibrio aquamarinus ВКПМ В-11245 (Vibrio aquamarinus DSM 26054) в присутствии по меньшей мере одного токсиканта пробы, измерение люминесценции указанного штамма в отсутствии токсиканта и сравнение измеренных уровней люминесценции.In another embodiment, the present invention relates to a method for determining the toxicity of samples, comprising measuring the luminescence of the bacterial strain Vibrio aquamarinus VKPM B-11245 (Vibrio aquamarinus DSM 26054) in the presence of at least one toxicant sample, measuring the luminescence of said strain in the absence of a toxicant, and comparing the measured luminescence levels .
В другом воплощении настоящего изобретения вышеуказанным способом определяют токсичность проб окружающей среды.In another embodiment of the present invention, the toxicity of environmental samples is determined by the above method.
В еще одном воплощении настоящего изобретения токсикант представляет собой ZnSO4, CuSO4 или K2Cr2O7. Также токсикант может представлять собой нефтепродукт, полихлорированный бифенил или тяжелый металл.In yet another embodiment of the present invention, the toxicant is ZnSO 4 , CuSO 4 or K 2 Cr 2 O 7 . The toxicant may also be a petroleum product, polychlorinated biphenyl or a heavy metal.
Также настоящее изобретения в одном из воплощений представляет собой применение штамма бактерий Vibrio aquamarinus ВКПМ В-11245 (Vibrio aquamarinus DSM 26054) в качестве тест-культуры для определения токсичности проб.Also, the present invention in one embodiment is the use of the bacterial strain Vibrio aquamarinus VKPM B-11245 (Vibrio aquamarinus DSM 26054) as a test culture for determining toxicity of samples.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Для выделения штамма биолюминесцентных бактерий из морской воды использовали метод мембранных фильтров. Бактерии концентрировали из анализируемой воды на мембранный фильтр и затем выращивали их на селективных средах для светящихся бактерий. Выделение биолюминесцентных бактерий проводили, визуально анализируя наличие биолюминесценции. При обнаружении люминесценции выделяли чистую культуру бактерий стандартными методами.To isolate a strain of bioluminescent bacteria from seawater, the membrane filter method was used. Bacteria were concentrated from the analyzed water onto a membrane filter and then grown on selective media for luminous bacteria. Bioluminescent bacteria were isolated by visually analyzing the presence of bioluminescence. When luminescence was detected, a pure bacterial culture was isolated by standard methods.
Определение проводили по результатам анализа секвенсов вариабельных участков 16S рДНК. По результатам проведенного анализа тестируемый штамм микроорганизм относится к роду Vibrio (гомология 98%).The determination was carried out according to the analysis of sequencing of variable regions of 16S rDNA. According to the results of the analysis, the test strain of the microorganism belongs to the genus Vibrio (homology 98%).
Новый биолюминесцентный штамм был фенотипически и генотипически охарактеризован. Идентификация штамма была осуществлена на основании изучения его культурально-морфологических и физиолого-биохимических характеристик в соответствии с описанием, данным в определителе бактерий Bergey (9).The new bioluminescent strain was phenotypically and genotypically characterized. The strain was identified based on the study of its cultural, morphological, physiological, and biochemical characteristics in accordance with the description given in the Bergey bacterial identifier (9).
Для окончательного установления вида штамма выполнена идентификация по генетическим характеристикам во ФГУП «ГосНИИГенетика», ВКПМ. Определение проводили по результатам анализа секвенсов вариабельных участков 16S рДНК.For the final determination of the strain type, genetic identification was performed at the Federal State Unitary Enterprise “GosNIIGenetika”, VKPM. The determination was carried out according to the analysis of sequencing of variable regions of 16S rDNA.
Филогенетический анализ, основанный на сравнении последовательностей 16S rRNA, показал, что данный штамм относится к новому неизвестному виду рода Vibrio. На основании всех этих данных штамм был отнесен к новому виду, который получил название Vibrio aquamarinus ВКПМ В-11245 {Vibrio aquamarinus DSM 26054).Phylogenetic analysis based on a comparison of 16S rRNA sequences showed that this strain belongs to a new unknown species of the genus Vibrio. Based on all these data, the strain was assigned to a new species, which was called Vibrio aquamarinus VKPM B-11245 {Vibrio aquamarinus DSM 26054).
Данный штамм характеризуется следующими культурально-морфологическими признаками: клетки диаметром около 1-1,5 мкм и длиной 2-3 мкм, прямые, слегка изогнутые палочки, подвижные за счет единственного полярного жгутика. Штамм растет на многих натуральных и синтетических средах. На TCBS (Thiosulfate Citrate Bile Salts Sucrose Agar) колонии зеленого цвета, 3-5 мм в диаметре. На среде LB с с добавлением 1,7% NaCl растет в виде люминесцирующих полупрозрачных колоний округлой формы, с ровным краем, желтоватого цвета. Для роста нуждаются в присутствии в среде от 0,5 до 5% (оптимум 1-4%) NaCl (w/v), но не при 8 или 10%; и температурах 10-35°С (оптимум 20-25°С).This strain is characterized by the following cultural and morphological characteristics: cells with a diameter of about 1-1.5 μm and a length of 2-3 μm, straight, slightly curved rods, motile due to a single polar flagellum. The strain grows on many natural and synthetic environments. On TCBS (Thiosulfate Citrate Bile Salts Sucrose Agar) green colonies, 3-5 mm in diameter. On LB medium supplemented with 1.7% NaCl, it grows in the form of luminescent translucent colonies of a round shape, with a smooth edge, yellowish in color. For growth, they need the presence in the medium from 0.5 to 5% (optimum 1-4%) NaCl (w / v), but not at 8 or 10%; and temperatures of 10-35 ° C (optimum 20-25 ° C).
Физиолого-биохимические признаки: факультативный анаэроб. Грамотрицательный, оксидазоположительный, каталазоположительный. По образованию индола положительный. Сероводород не образует. Желатин не гидролизует. Крахмал гидролизует. Реакция Фогес-Проскауэра (образование ацетилметилкарбинола) отрицательная.Physiological and biochemical signs: optional anaerobic. Gram-negative, oxide-positive, catalase-positive. The formation of indole is positive. Hydrogen sulfide does not form. Gelatin does not hydrolyze. Starch hydrolyzes. The Voges-Proskauer reaction (formation of acetylmethylcarbinol) is negative.
Положительный по следующей ферментативной активности: Ala-Phe-Pro-ариламидаза, β-глюкозидаза, L-пролинариламидаза, амилаза, нитратредуктаза.Positive for the following enzymatic activity: Ala-Phe-Pro-arylamidase, β-glucosidase, L-prolinarylamidase, amylase, nitrate reductase.
Отрицательный по следующей ферментативной активности: L-пирролидонариламидаза, D-целлобиоза, β-галактозидаза, β-N-ацетилглюкозаминидаза, глютамилариламидаза pNA, γ-глютамилтрансфераза, β-ксилозидаза, β-аланинариламидаза pNA, липаза, палатиноза, тирозинариламидаза, уреаза, α-глюкозидаза, β-N-ацетилгалактозаминидаза, α-галактозидаза, фосфатаза, глицинариламидаза, орнитиндекарбоксилаза, лизиндекарбоксилаза, β-глюкуронидаза, Glu-Gly-Arg-ариламидаза, дезаминаза фенилаланина, аргининдегидролаза, желатиназа.Negative for the following enzymatic activity: L-pyrrolidonarylamidase, D-cellobiose, β-galactosidase, β-N-acetylglucosaminidase, glutamylarylamidase pNA, γ-glutamyltransferase, β-xylosidase, β-alaninarylamidase pNAnase, lipase, pNA, lipase, glucosidase, β-N-acetylgalactosaminidase, α-galactosidase, phosphatase, glycinarylamidase, ornithine decarboxylase, lysine decarboxylase, β-glucuronidase, Glu-Gly-Arg arylamidase, phenylalanine deaminase, arginine dehydrogen.
Катаболизирует такие углеводы, как D-глюкоза, D-мальтоза. Не утилизирует D-целлобиозу, арабинозу, D-маннозу, рамнозу, D-тагатозу, D-трегалозу, сахарозу, раффинозу, лактозу. Не утилизирует спирты адонитол, L-арабит, D-маннит, D-сорбит, инозит, дульцит, а также следующие соли: малонат, 3-кето-В-глюконат, L-лактат, сукцинат, L-малат, цитрат (натрия).It catabolizes carbohydrates such as D-glucose, D-maltose. It does not utilize D-cellobiose, arabinose, D-mannose, rhamnose, D-tagatose, D-trehalose, sucrose, raffinose, lactose. Adonitol, L-arabitol, D-mannitol, D-sorbitol, inositol, dulcite, and the following salts do not utilize alcohols: malonate, 3-keto-B-gluconate, L-lactate, succinate, L-malate, citrate (sodium) .
Не устойчив к O/129 (2,4-диамино-6,7-диизопропилптеридин) вибриостатическому агенту.It is not resistant to O / 129 (2,4-diamino-6,7-diisopropylpteridine) vibriostatic agent.
Штамм не обладает токсичными и патогенными свойствами. Излучает свет, визуально регистрируемый в темноте. Спектр люминесценции Vibrio aquamarinus приходится на «синюю» область. Максимум спектра биолюминесценции составляет 478 нм.The strain does not have toxic and pathogenic properties. It emits light visually detected in the dark. The luminescence spectrum of Vibrio aquamarinus is in the blue region. The maximum of the bioluminescence spectrum is 478 nm.
Хранится штамм на питательном агаре с 3% NaCl, pH 7,2-7,4.The strain is stored on nutrient agar with 3% NaCl, pH 7.2-7.4.
Способ, условия и состав сред для длительного хранения штамма:The method, conditions and composition of the media for long-term storage of the strain:
- хранение бактерий в морозильной камере холодильника-рефрижератора при температуре -18°С в питательном бульоне с 1,7% NaCl, содержащем в качестве криопротектора стерильный глицерин;- storage of bacteria in the freezer of the refrigerator-refrigerator at a temperature of -18 ° C in a nutrient broth with 1.7% NaCl containing sterile glycerin as a cryoprotectant;
- хранение бактерий в низкотемпературном холодильнике при температуре -60°С в питательном бульоне с 3,0% NaCl, содержащем в качестве криопротектора стерильный глицерин;- storage of bacteria in a low-temperature refrigerator at a temperature of -60 ° C in a nutrient broth with 3.0% NaCl containing sterile glycerin as a cryoprotectant;
- замораживание клеток в жидком азоте в питательном бульоне с 1.7% NaCl, содержащем в качестве криопротектора стерильный глицерин;- freezing cells in liquid nitrogen in a nutrient broth with 1.7% NaCl containing sterile glycerin as a cryoprotectant;
- в герметично запаянных ампулах в лиофильно-высушенном состоянии.- in hermetically sealed ampoules in a freeze-dried state.
Размножение культуры осуществляется путем пересева на питательный агар с 3,0% NaCl.Cultivation is carried out by reseeding on nutrient agar with 3.0% NaCl.
Применение на практике данного штамма обусловливается его физиолого-биохимическими особенностями. Штамм предназначен для биотестирования токсичности, так как характеризуется высокой чувствительностью биолюминесценции к действию широкого спектра токсикантов.The practical application of this strain is determined by its physiological and biochemical characteristics. The strain is intended for bioassay of toxicity, as it is characterized by high sensitivity of bioluminescence to the action of a wide range of toxicants.
Пример 1Example 1
Реализация использования штамма бактерий Vibrio aquamarinus ВКПМ В-11245 в качестве тест-культуры для определения токсичности факторов среды химического происхождения была проведена на токсикантах ZnSO4, CuSO4, KiCr2O7. додецилсульфата натрия (ДСН) и фенола.The use of the bacterial strain Vibrio aquamarinus VKPM B-11245 as a test culture for determining the toxicity of environmental factors of chemical origin was carried out on toxicants ZnSO 4 , CuSO 4 , KiCr 2 O 7 . sodium dodecyl sulfate (SDS) and phenol.
Штамм Vibrio aquamarinus ВКПМ В-11245 выращивали на LB-агаре с 3,0% NaCl при температуре 25°С в течение ночи.The strain Vibrio aquamarinus VKPM B-11245 was grown on LB agar with 3.0% NaCl at 25 ° C overnight.
Затем готовили суспензию ночной культуры светящихся бактерий. Для этого ночную культуру разводили при помощи денситометра DEN-1 («BioSan») до мутности 1 единица Мак-Фарланда (концентрация 3·108 клеток/мл). Затем разбавляли суспензию в 100 раз. Суспензия бактерий готовилась таким образом, чтобы конечная концентрация NaCl составила 3%; глюкозы - 0,01% в 0,001 М трис-HCl буфере (рН 7,4).Then a suspension of an overnight culture of luminous bacteria was prepared. For this, the overnight culture was bred using a DEN-1 densitometer (BioSan) to a turbidity of 1 McFarland unit (concentration of 3 × 10 8 cells / ml). Then the suspension was diluted 100 times. A bacterial suspension was prepared so that the final concentration of NaCl was 3%; glucose - 0.01% in 0.001 M Tris-HCl buffer (pH 7.4).
Аликвоты культуры по 180 мкл переносили в лунки, часть из них служила контролем (в них добавляли 20 мкл дистиллированной воды). В другие лунки вносили по 20 мкл растворов токсикантов.Aliquots of the culture of 180 μl were transferred into the wells, some of them served as a control (20 μl of distilled water was added to them). 20 μl of toxicant solutions were added to other wells.
Измерение люминесценции проводилось на микропланшетном люминометре LM-01T (Immunotech). Измерение проводилось в течение 35 минут с интервалом между измерениями 5 мин при температуре 20-25°С.The luminescence was measured on a LM-01T microplate luminometer (Immunotech). The measurement was carried out for 35 minutes with an interval between measurements of 5 minutes at a temperature of 20-25 ° C.
Результаты измерений интенсивности биолюминесценции представляли в условных единицах свечения (уес).The results of measurements of the intensity of bioluminescence were presented in arbitrary units of luminescence (ues).
Оценку токсичности пробы проводили по относительному различию в интенсивности биолюминесценции контрольной и опытной проб. Для сравнительной оценки чувствительности использовали характеристику ЕС50 (effective concentration) - концентрацию вещества, вызывающую 50% снижение биолюминесценции бактериальной суспензии.Assessment of the toxicity of the sample was carried out by the relative difference in the intensity of bioluminescence of the control and experimental samples. For a comparative assessment of sensitivity, we used the characteristic EC50 (effective concentration) - the concentration of the substance, causing a 50% decrease in the bioluminescence of the bacterial suspension.
Полученные данные по чувствительности штаммов светящихся бактерий (средние значения ЕС50) ко всем исследованным токсикантам представлены в таблице 1. В таблице также приводятся данные по чувствительности к этим же токсикантам lux-штамма Vibrio jischeri ВКПМ В-9579.The obtained data on the sensitivity of strains of luminous bacteria (average values of EC 50 ) to all the studied toxicants are presented in table 1. The table also contains data on the sensitivity to the same toxicants of the lux strain Vibrio jischeri VKPM B-9579.
Сравнение чувствительности биолюминесценции штаммов к исследованным токсическим веществам показало, что штамм Vibrio aquamarinus ВКПМ В-11245 более чувствителен, чем Vibrio fischeri ВКПМ В-9579 (по средним значениям ЕС50).A comparison of the sensitivity of the bioluminescence of the strains to the studied toxic substances showed that the Vibrio aquamarinus VKPM B-11245 strain is more sensitive than the Vibrio fischeri VKPM B-9579 strain (according to the average values of EC 50 ).
Величина ЕС50 для ZnSO4·7H2O у штамма Vibrio aquamarinus ВКПМ В-11245 составляет 0,3 мг/л (концентрация цинка составляет 0,068 мг/л), а концентрация ЕС50 для CuSO4·3H2O - 0,4 мг/л (соответственно, концентрация меди составляет 0,102 мг/л).The EC 50 value for ZnSO 4 · 7H 2 O in the strain Vibrio aquamarinus VKPM B-11245 is 0.3 mg / L (zinc concentration is 0.068 mg / L), and the EC 50 concentration for CuSO 4 · 3H 2 O is 0.4 mg / l (respectively, the concentration of copper is 0.102 mg / l).
Величина ЕС50 у штамма Vibrio aquamarinus ВКПМ B-11245 для бихромата калия находится в диапазоне концентраций от 1 до 10 мг/л.The EC 50 value of the strain Vibrio aquamarinus VKPM B-11245 for potassium dichromate is in the concentration range from 1 to 10 mg / L.
Для фенола величина EC50 для штамма Vibrio aquamarinus ВКПМ В-11245 составила 225-275 мг.For phenol, the EC 50 value for the Vibrio aquamarinus VKPM B-11245 strain was 225-275 mg.
По сравнению с биосенсорным штаммом Vibrio fischeri ВКПМ В-9579 (по нижней границе его чувствительности) штамм Vibrio aquamarinus ВКПМ В-11245 более чувствителен к ZnSO4 (в 7 раз), CuSO4 (в 2,5 раза), ДСН (в 15 раз). К бихромату калия штамм Vibrio aquamarinus ВКПМ B-11245 более чувствителен (в 10 раз). К фенолу Vibrio aquamarinus немного менее чувствителен.Compared with the biosensor strain Vibrio fischeri VKPM B-9579 (at the lower limit of its sensitivity), the strain Vibrio aquamarinus VKPM B-11245 is more sensitive to ZnSO 4 (7 times), CuSO 4 (2.5 times), SDS (15 time). The strain of Vibrio aquamarinus VKPM B-11245 is more sensitive to potassium dichromate (10 times). Vibrio aquamarinus is slightly less sensitive to phenol.
Высокая чувствительность Vibrio aquamarinus ВКПМ B-11245 свидетельствует о перспективности использования данного штамма для определения токсичности водных сред.The high sensitivity of Vibrio aquamarinus VKPM B-11245 indicates the promise of using this strain to determine the toxicity of aqueous media.
Пример 2Example 2
Несомненный интерес представляет реакция светящихся бактерий на низкие концентрации загрязнителей, сопоставимые с уровнем ПДК и ниже, что позволяет использовать этот штамм как тест-культуру при определении низких концентраций загрязнителей.Of undoubted interest is the reaction of luminous bacteria to low concentrations of pollutants, comparable with the MPC level and below, which allows using this strain as a test culture in determining low concentrations of pollutants.
Были проведены измерения чувствительности биолюминесценции выделенных штаммов к действию токсических факторов химического происхождения в очень низкой концентрации. Использовались следующие токсиканты: ZnSO4, CuSO4, K2Cr2O7.The bioluminescence sensitivity of the isolated strains to the action of toxic factors of chemical origin in very low concentrations was measured. The following toxicants were used: ZnSO 4 , CuSO 4 , K2Cr2O7.
Тестирование токсичности проводили, как описывается в примере 1.Toxicity testing was performed as described in example 1.
В таблице 2 представлены данные по чувствительности биолюминесценции Vibrio aquamarinus ВКПМ В-11245 к вышеуказанным токсикантам в диапазоне концентраций от 0,00001 мг/л до 1,0 мг/л.Table 2 presents data on the sensitivity of Vibrio aquamarinus VKPM B-11245 bioluminescence to the above toxicants in the concentration range from 0.00001 mg / L to 1.0 mg / L.
Как видно из таблицы 2, низкие концентрации токсикантов вызывают у Vibrio aquamarinus ВКПМ В-11245 стабильную индукцию биолюминесценции.As can be seen from table 2, low concentrations of toxicants cause stable induction of bioluminescence in Vibrio aquamarinus VKPM B-11245.
Медь в концентрации 0,001-0,005 мг/л (ПДК меди - 0,005 мг/л для морской воды) повышает интенсивность люминесценции в пределах 35-32%.Copper in a concentration of 0.001-0.005 mg / l (MAC of copper - 0.005 mg / l for sea water) increases the luminescence intensity in the range of 35-32%.
Цинк в концентрации 0,001-0,005 мг/л (ПДК цинка - 0,05 мг/л для морской воды) повышает интенсивность биолюминесценции штамма в пределах 19-31%.Zinc in a concentration of 0.001-0.005 mg / l (MAC of zinc - 0.05 mg / l for sea water) increases the intensity of the bioluminescence of the strain in the range of 19-31%.
Бихромат калия (ПДК 0,05 мг/л), в концентрации 0,001-0,005 мг/л повышает интенсивность биолюминесценции штамма примерно на 38-35%.Potassium dichromate (MPC 0.05 mg / L), at a concentration of 0.001-0.005 mg / L, increases the intensity of the bioluminescence of the strain by about 38-35%.
Следует отметить, что заметная индукция свечения штамма Vibrio aquamarinus ВКПМ В-11245 наблюдалась на уровне ПДК токсикантов (10) для меди и бихромата калия, а также ниже ПДК - для меди, цинка и бихромата калия.It should be noted that a noticeable induction of luminescence of the strain Vibrio aquamarinus VKPM B-11245 was observed at the MPC level of toxicants (10) for copper and potassium dichromate, as well as below the MPC for copper, zinc and potassium dichromate.
По данным, приведенным в патенте (8), для Vibrio fischeri ВКПМ В-9579 были зарегистрированы следующие показатели:According to the data given in the patent (8), for Vibrio fischeri VKPM B-9579 the following indicators were recorded:
Медь в концентрации 0,001-0,005 мг/л увеличила люминесценцию в пределах 36-42%. Цинк в концентрации 0,001-0,01 мг/л повысил интенсивность биолюминесценции штамма в пределах 18-26%. Бихромат калия в концентрации 0,001-0,01 мг/л повысил интенсивность биолюминесценции штамма примерно на 30%.Copper in a concentration of 0.001-0.005 mg / l increased luminescence in the range of 36-42%. Zinc in a concentration of 0.001-0.01 mg / l increased the intensity of the bioluminescence of the strain in the range of 18-26%. Potassium dichromate in a concentration of 0.001-0.01 mg / l increased the intensity of the bioluminescence of the strain by about 30%.
Vibrio aquamarinus ВКПМ В-11245, по сравнению с биосенсорным штаммом Vibrio jischeri ВКПМ В-9579, более чувствителен к концентрациям токсикантов на уровне ПДК и ниже - величина индукции свечения штамма зачастую достигает большей величины и регистрируется при более низких концентрациях веществ.Compared with the biosensor strain Vibrio jischeri VKPM B-9579, Vibrio aquamarinus VKPM B-11245 is more sensitive to toxicant concentrations at the MPC level and lower - the magnitude of the fluorescence induction of the strain often reaches a higher value and is recorded at lower concentrations of substances.
Полученные данные свидетельствует о высокой чувствительности штамма Vibrio aquamarinus ВКПМ В-11245 и перспективности его использования для определения токсичности компонентов водной среды.The data obtained indicate a high sensitivity of the strain Vibrio aquamarinus VKPM B-11245 and the prospects of its use for determining the toxicity of components of the aquatic environment.
Пример 3Example 3
Были проведены эксперименты по использованию штамма бактерий Vibrio aquamarinus ВКПМ В-11245 в качестве тест-культуры на токсичность нефтепродуктов.Experiments were conducted on the use of the bacterial strain Vibrio aquamarinus VKPM B-11245 as a test culture for the toxicity of petroleum products.
Были апробированы нефть, дизельное топливо и подсланевая (льяльная) вода из машинного отделения судна в концентрациях от 0,00001 мг/л до 5,0 г/л.Oil, diesel fuel, and sub-base (bilge) water from the engine room of the vessel were tested at concentrations from 0.00001 mg / l to 5.0 g / l.
Тестирование токсичности проводили, как описывается в примере 1.Toxicity testing was performed as described in example 1.
Полученные данные по чувствительности биолюминесценции штамма Vibrio aquamarinus ВКПМ В-11245 ко всем исследованным нефтепродуктам представлены в таблице 3.The obtained data on the sensitivity of the bioluminescence of the strain Vibrio aquamarinus VKPM B-11245 to all studied petroleum products are presented in table 3.
Нефть, начиная с концентраций ниже ПДК нефти (0,05 мг/л), подавляла свечение Vibrio aquamarinus ВКПМ В-11245. В концентрации 0,05 мг/л (ПДК) снижение интенсивности свечения достигало 13%.Oil, starting from concentrations below the MPC of oil (0.05 mg / l), suppressed the glow of Vibrio aquamarinus VKPM B-11245. At a concentration of 0.05 mg / L (MPC), a decrease in the intensity of luminescence reached 13%.
Льяльные воды и дизельное топливо также подавляли свечение этого штамма, начиная с концентраций, ниже уровня ПДК. На уровне ПДК (0,05 мг/л) подавление свечения составляло 36% и 20%, соответственно.Bilge water and diesel fuel also suppressed the glow of this strain, starting from concentrations below the MAC. At the MPC level (0.05 mg / L), the suppression of luminescence was 36% and 20%, respectively.
Величина ЕС50 для нефти, дизельного топлива и льяльных вод составила 100 мг/л.The value of the EU 50 for oil, diesel fuel and bilge water was 100 mg / l.
Величина ЕС50 для нефти, дизельного топлива и льяльных вод для штамма Vibrio fischeri ВКПМ В-9579, по всей видимости, составляет более 1000 мг/л.The value of EC 50 for oil, diesel fuel and bilge water for the strain Vibrio fischeri VKPM B-9579, apparently, is more than 1000 mg / l.
Сравнение чувствительности штамма Vibrio aquamarinus ВКПМ В-11245 и Vibrio jlscheri ВКПМ В-9579 (8) свидетельствует о более высокой чувствительности штамма Vibrio aquamarinus ВКПМ В-11245 и перспективности его использования для определения токсичности компонентов среды морских водоемов.A comparison of the sensitivity of the strain Vibrio aquamarinus VKPM B-11245 and Vibrio jlscheri VKPM B-9579 (8) indicates a higher sensitivity of the strain Vibrio aquamarinus VKPM B-11245 and the prospects of its use for determining the toxicity of the components of the environment of marine water bodies.
Пример 4.Example 4
Для определения токсичности природных проб с помощью штамма бактерий Vibrio aquamarinus ВКПМ В-11245 были взяты образцы донных отложений морских водоемов.To determine the toxicity of natural samples using the bacterial strain Vibrio aquamarinus VKPM B-11245, samples of bottom sediments of marine water bodies were taken.
Образец с высоким содержанием тяжелых металлов и полихлорированных бифенилов был отобран в районе с высокой антропогенной нагрузкой на акватории Черного моря в порту г.Туапсе.A sample with a high content of heavy metals and polychlorinated biphenyls was taken in an area with a high anthropogenic load in the Black Sea at the port of Tuapse.
Другой грунт для биотестирования был отобран в условно чистом районе Черного моря в районе с.Архипо-Осиповка.Another soil for biotesting was selected in a relatively clean area of the Black Sea near the village of Arkhipo-Osipovka.
Тестирование токсичности проводили, как описывается в примере 1.Toxicity testing was performed as described in example 1.
В таблице 4 представлены результаты биотестирования токсичности усредненных проб грунтов, отобранных в условно чистом районе моря и на акватории порта. В качестве контроля использовали 3,0% раствор NaCl.Table 4 presents the results of the toxicity bioassay of averaged soil samples taken in a relatively clean area of the sea and in the port. As a control, a 3.0% NaCl solution was used.
Из таблицы 3 следует, что интенсивность биолюминесценции водного экстракта донных отложений, отобранных в условно чистом районе Черного моря, превышала контрольный уровень на 20,6%, а интенсивность свечения пробы с экстрактом грунта из акватории морского порта - на 52,7%. Полученные данные свидетельствуют о чувствительности биолюминесценции штамма Vibrio aquamarinus ВКПМ В-11245 к действию токсикантов, присутствующих в донных отложениях морских водоемов.From table 3 it follows that the intensity of bioluminescence of the aqueous extract of bottom sediments taken in a relatively clean region of the Black Sea exceeded the control level by 20.6%, and the intensity of the luminescence of the sample with soil extract from the water area of the seaport - by 52.7%. The data obtained indicate the sensitivity of the bioluminescence of the strain Vibrio aquamarinus VKPM B-11245 to the action of toxicants present in the bottom sediments of marine water bodies.
Таким образом, тестирование токсичности одного из основных компонентов среды - донных отложений, продемонстрировало возможность использования предложенного штамма Vibrio aquamarinus ВКПМ В-11245 в качестве тест-культуры.Thus, testing the toxicity of one of the main components of the medium - bottom sediments, demonstrated the possibility of using the proposed strain of Vibrio aquamarinus VKPM B-11245 as a test culture.
Источники информацииInformation sources
1. И.Ю.Малыгина, А.М.Кацев. Светящиеся бактерии Черного и Азовского морей. Экология моря. 2003. Вып.64.1. I.Yu. Malygina, A.M. Katsev. Luminous bacteria of the Black and Azov Seas. Ecology of the sea. 2003. Issue 64.
2. КНД 211.1.4.060-97. Визначення токсичностi води на бактерiях Photobacterium phosphoreum (Cohn) Ford. - 21.05.97.2. KND 211.1.4.060-97. Identified toxicity of bacteria in Photobacterium phosphoreum (Cohn) Ford bacteria. - 05/21/97.
3. ТУ 6-09-20-236-93.3. TU 6-09-20-236-93.
4. МР №11-1/133-09. Методика экспрессного определения токсичности воды с помощью люминесцентного бактериального теста «Эколюм».4. MP No. 11-1 / 133-09. Methodology for the rapid determination of water toxicity using the luminescent bacterial test "Ekolyum".
5. МР №11-1/134-09. Определение общей токсичности почв по интенсивности биолюминесценции бактерий.5. MP No. 11-1 / 134-09. Determination of total soil toxicity by the intensity of bacterial bioluminescence.
6. МР №11-1/131-09. Определение токсичности химических соединений, полимеров, материалов и изделий с помощью люминесцентного бактериального теста.6. MP No. 11-1 / 131-09. Determination of toxicity of chemical compounds, polymers, materials and products using a luminescent bacterial test.
7. Патент RU 2346035, МПК C12N 1/20, C12R 1/01.7. Patent RU 2346035, IPC C12N 1/20, C12R 1/01.
8. Патент RU 2342434, МПК C12Q 1/02, C12R 1/63 (прототип).8. Patent RU 2342434, IPC C12Q 1/02, C12R 1/63 (prototype).
9. Определитель бактерий Берджи. Т.1. / Под ред. Дж.Хоулта, Н.Крига, П.Снита, С.Уильямса. - М.: Мир, 1997. - 432 с.; Краткий определитель бактерий Берги. Под ред. Дж.Хоулта. - М.: Мир, 1980. - 496 с.9. The determinant of bacteria Bergey. T.1. / Ed. J.Houlta, N.Krieg, P. Snit, S. Williams. - M .: Mir, 1997 .-- 432 p .; A brief guide to Bergi bacteria. Ed. J.Hoult. - M .: Mir, 1980 .-- 496 p.
10. Нормативы качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативы предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения". - Утв. Приказом Росрыболовства от 18.01.2010. №20. - 214 с.10. Water quality standards for water bodies of fishery importance, including standards for maximum permissible concentrations of harmful substances in the waters of water bodies of fishery value. "- Approved by the Order of the Federal Agency for Fishery on January 18, 2010. No. 20. - 214 p.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012148361/10A RU2534819C2 (en) | 2012-11-13 | 2012-11-13 | Vibrio aquamarinus strain, method of determining sample toxicity using same and testing culture for determining sample toxicity |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012148361/10A RU2534819C2 (en) | 2012-11-13 | 2012-11-13 | Vibrio aquamarinus strain, method of determining sample toxicity using same and testing culture for determining sample toxicity |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012148361A RU2012148361A (en) | 2014-05-20 |
RU2534819C2 true RU2534819C2 (en) | 2014-12-10 |
Family
ID=50695568
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012148361/10A RU2534819C2 (en) | 2012-11-13 | 2012-11-13 | Vibrio aquamarinus strain, method of determining sample toxicity using same and testing culture for determining sample toxicity |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2534819C2 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5426035A (en) * | 1992-03-18 | 1995-06-20 | Microbics Corporation | Method of compensating toxicity test data for the measured toxicity of a reference sample |
RU2342435C2 (en) * | 2003-01-10 | 2008-12-27 | Сентро Насьональ Де Биопрепарадос | Selective culture medium for separatng and detecting types of streptococcus |
RU2342434C1 (en) * | 2007-07-03 | 2008-12-27 | Федеральное Государственное унитарное предприятие Азовский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства | Vibrio fischeri bacteria strain as test culture for toxicity assessment of environment objects |
-
2012
- 2012-11-13 RU RU2012148361/10A patent/RU2534819C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5426035A (en) * | 1992-03-18 | 1995-06-20 | Microbics Corporation | Method of compensating toxicity test data for the measured toxicity of a reference sample |
RU2342435C2 (en) * | 2003-01-10 | 2008-12-27 | Сентро Насьональ Де Биопрепарадос | Selective culture medium for separatng and detecting types of streptococcus |
RU2342434C1 (en) * | 2007-07-03 | 2008-12-27 | Федеральное Государственное унитарное предприятие Азовский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства | Vibrio fischeri bacteria strain as test culture for toxicity assessment of environment objects |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012148361A (en) | 2014-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Bussmann et al. | Factors influencing the cultivability of lake water bacteria | |
Chee et al. | Optical fiber biosensor for the determination of low biochemical oxygen demand | |
Kaprelyants et al. | Quantitative analysis of the physiological heterogeneity within starved cultures of Micrococcus luteus by flow cytometry and cell sorting | |
Elevi et al. | Characterization of extremely halophilic Archaea isolated from the Ayvalik Saltern, Turkey | |
DeFlaun et al. | Isolation and characterization of a Geobacillus thermoleovorans strain from an ultra-deep South African gold mine | |
Emilson et al. | Effects of land use on the structure and function of leaf-litter microbial communities in boreal streams. | |
AFUWALE et al. | 3. STUDY OF BACTERIAL DIVERSITY OF CRUDE OIL DEGRADING BACTERIA ISOLATED FROM CRUDE OIL CONTAMINATED SITES BY CHARUSHEELA AFUWALE1 AND HA MODI2 | |
Fatajeva et al. | The use of Acinetobacter sp. for oil hydrocarbon degradation in saline waters | |
Gu et al. | Phenotypic expression of Vogesella indigofera upon exposure to hexavalent chromium, Cr6+ | |
RU2346035C1 (en) | Vibrio fischeri BACTERIA STRAIN, USED AS TEST-CULTURE FOR DETERMINING TOXIC LEVEL OF ENVIRONMENTAL MEDIA | |
US20220178824A1 (en) | Method for detecting heavy metal pollutants using a fluorescent material from bacillus endophyticus and method for making | |
RU2534819C2 (en) | Vibrio aquamarinus strain, method of determining sample toxicity using same and testing culture for determining sample toxicity | |
Cudowski et al. | Biodiversity of mycoplankton in the profile of eutrophic lakes with varying water quality | |
RU2342434C1 (en) | Vibrio fischeri bacteria strain as test culture for toxicity assessment of environment objects | |
Davies et al. | Possible interference of lactose‐fermenting marine vibrios in coliform‐D‐galactosidase assays | |
Samal et al. | Bioremediation of copper contaminated soil using bacteria | |
Lai et al. | Characterization of Methanococcus voltaei strain P2F9701a: a new methanogen isolated from estuarine environment | |
Nezami et al. | SCREENING OF COMMERCIALLY IMPORTANT HALOPHILIC MICROBIAL COMMUNITY FOR BIOACTIVE COMPOUNDS. | |
KR100357756B1 (en) | Bioluminescent organism using in detecting toxic substances | |
Rathod et al. | Extracellular hydrolases producing haloarchaea from Marine Salterns at Okhamadhi, Gujarat, India | |
MSARAH et al. | Isolation of thermophilic bacteria producing extracellular enzyme from Sungai Klah Hot Spring, Malaysia | |
Munezero et al. | Bioremedial potential of bacteria isolated from soil in automobile garages and fuel stations in Mbarara City, Southwestern Uganda | |
KR102519517B1 (en) | Novel pigmentiphaga kullae strain with polycyclic aromatic hydrocarbon degrading activity and use thereof | |
Gehring et al. | Casamino Acids and Oxyrase enhance growth of Listeria monocytogenes in multi-pathogen enrichments | |
Ranjith Kumar | Isolation of luminescent bacteria from Bay of Bengal and their molecular characterization |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161114 |