Микробиологический анализ торфяной лечебной грязи месторождения Таборли-3

##plugins.themes.bootstrap3.article.sidebar##

pdf
Опубликован: апр 2, 2025
DOI: https://doi.org/10.17072/1994-9952-2025-1-21-31
Ключевые слова:
пелоиды торфяные грязи санитарно-бактериологический анализ микробиом метагеном функциональный профиль

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

Ляйсан Фаридовна Гафарова
Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань, Россия
Уильям Курди
Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань, Россия
Галина Юрьевна Яковлева
Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань, Россия
Алексей Иванович Колпаков
Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань, Россия
Ольга Николаевна Ильинская
Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань, Россия

Аннотация

Торфяные грязи (пелоиды) представляют собой природные органоминеральные комплексы, образованные при разложении органических остатков в болотистой местности в условиях недостатка кислорода. Они обладают высокой теплоемкостью и содержат биологически активные вещества (соли, газы, биостимуляторы, метаболиты организмов и пр.), а также живые микроорганизмы. Однако микробный состав пелоидов практически не изучен. Цель работы заключалась в анализе микробного состава торфяных пелоидов месторождения Таборли-3 (Республика Татарстан) согласно санитарно-бактериологическим характеристикам, спектру культивируемых микроорганизмов, молекулярно-генетическому определению прокариотического метагенома и его функционального потенциала. В течение 2021–2023 гг. изучены 7 образцов таборлинских пелоидов. Санитарно-бактериологический анализ осуществляли согласно программе производственного контроля санаториев, применяющих данную грязь. Таксономическую идентификацию выделенных культур микроорганизмов проводили методом времяпролетной масс-спектрометрии с матрично-активированной лазерной десорбцией/ионизацией MALDI-TOF MS. Молекулярно-генетический анализ сообщества микроорганизмов выполняли секвенированием 16S рРНК с помощью Illumina MiSeq, дальнейщий анализ последовательностей проводили с использованием пакета программного обеспечения Mothur на платформе Galaxy. Охарактеризованы бактериальные сообщества пелоидов, в которых преобладали представители филумов Firmicutes (22%) и Proteobacteria (36%). На уровне семейств доминировали Streptococcaceae, Ruminicoccaceace, Lactobacillaceae, Comamondaceae и Sphingomonadaceae. Функциональный потенциал сообществ подтверждает, что бактерии пелоидов содержат основные гены метаболизма углеводов, липидов, витаминов, аминокислот и нуклеотидов, а также способны утилизировать ксенобиотики. Впервые охарактеризован микробиом лечебных грязей месторождения Таборли-3. Мониторинг состава микробных сообществ лечебных грязей является важной составляющей для оценки вклада микроорганизмов и их метаболитов в оздоровительный эффект пелоидотерапии.

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Как цитировать
Гафарова, Л. Ф., Курди, У. ., Яковлева, Г. Ю. ., Колпаков, А. И. ., & Ильинская, О. Н. . (2025). Микробиологический анализ торфяной лечебной грязи месторождения Таборли-3. Вестник Пермского университета. Серия Биология, (1), 21–31. https://doi.org/10.17072/1994-9952-2025-1-21-31
Выпуск
№ 1 (2025): Вестник Пермского университета. Серия Биология
Раздел
Микробиология

Лицензионный договор на право использования научного произведения в научных журналах, учредителем которых является Пермский государственный национальный исследовательский университет

Скачать лицензионный договор

Текст Договора размещен на сайте Пермского государственного национального исследовательского университета http://www.psu.ru/, а также его можно получить по электронной почте в «Отделе научных периодических и продолжающихся изданий ПГНИУ»: YakshnaN@psu.ru или в редакциях научных журналов ПГНИУ.

Биографии авторов

Ляйсан Фаридовна Гафарова, Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань, Россия

Аспирант кафедры микробиологии

Уильям Курди, Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань, Россия

Аспирант кафедры микробиологии

Галина Юрьевна Яковлева, Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань, Россия

Канд. биол. наук, доцент кафедры микробиологии

Алексей Иванович Колпаков, Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань, Россия

Канд. биол. наук, доцент кафедры микробиологии

Ольга Николаевна Ильинская, Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань, Россия

Д-р. биол. наук, профессор, заведующий кафедры микробиологии
Crossref
Scopus
Google Scholar
Europe PMC

Библиографические ссылки

Вавилин В.А. Время оборота биомассы и деструкция органического вещества в системах биологи-ческой очистки. М.: Наука, 1986. 144 с.

Гайдукова Т.Ю. и др. Торфяные лечебные грязи: новые подходы к реабилитации пациентов после операций на позвоночнике // Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2023. Т. 100, № 3-2. С. 58–59. EDN: ZQECTW

Злотников А.К. и др. Физиологические и биохимические свойства бактериальной ассоциации Klebsiella terrigena E6 и Bacillus firmus E3 // Прикладная биохимия и микробиология. 2007. Т. 43, № 3. С. 338–346. EDN: IAGBQD

Максимов Г.С. и др. Минеральный состав грязи Сакского месторождения // Минералы: строение, свойства, методы исследования. 2021. № 12. С. 91–92. EDN: ALIZSF

Марданова А.М. и др. Поиск и выделение новых штаммов бактерий-антагонистов фитопатогенных микромицетов рода Fusarium // Биоразнообразие и экология грибов и грибоподобных организмов Север-ной Евразии: материалы Всерос. конф. Екатеринбург, 2015. С. 149–151.

Нагызбеккызы Э. и др. Выделение и скрининг микроорганизмов, перспективных при создании на их основе заквасок для получения биогаза из сточной воды // Научное обозрение. Биологические науки. 2022. Т. 3. С. 27–33. doi: 10.17513/srbs.1280. EDN: TGXJXR

Паспорт месторождения Таборли-3 [Электронный ресурс]. URL: http://reports.geologyscience.ru/kadastr_view_one.php?id=43154 (дата обращения: 04.12.2023).

Пелоидотерапия больных бронхиальной астмой с сопутствующей патологией / И.И. Антипова, Т.Н. Зарипова, Н.Н. Симагаева и др. Томск: STT, 2012. 244 с.

Перспективы развития санаторно-курортного туризма в регионе (на материалах Республики Та-тарстан) / Г.Н. Булатова, Э.И. Байбаков, В.А. Рубцов и др. // Приоритетные направления и проблемы развития внутреннего и международного туризма в России: материалы IV Всерос. с междунар. участием науч.-практ. конф, Симферополь, 2020. С. 204–208.

Санаторий Шифалы Су Ижминводы [Электронный ресурс] // Санаторий Шифалы Су Ижминво-ды: официальный сайт. URL: https://xn--f1adbpg.xn--p1ai/%D0%BB%D0%B5%D1%87%D0% B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5/%D0%BF%D1%80%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D1%8B%D0%B5-%D0%BB%D0%B5%D1%87%D0%B5%D0%B1%D0%BD%D1%8B%D0%B5-%D1%84%D0% B0%D0%BA%D1%82%D0%BE%D1%80%D1%8B/#torf (дата обращения: 04.12.2023).

Таборли-3 [Электронный ресурс]: Российский федеральный геологический фонд: официальный сайт. URL: https://www.rfgf.ru/gkm/itemview.php?id=43154 (дата обращения: 04.12.2023).

Tatarica: Татарская энциклопедия. [Электронный ресурс]. Казань, 2018. URL: https://tatarica.org/ru (дата обращения: 04.12.2023).

Ялтанец И.М. и др. Научно-практическое использование сапропелевых илов и торфяных грязей в комплексном санаторно-курортном лечении // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2004. № 12. С. 28–39. EDN: MUMDST

Adefiranye O.O. et al. Draft genome of Lysinibacillus fusiformis PwPw_T2 isolated from Ananas como-sus revealing acetic acid producing and xenobiotic degrading enzymes // Microbiol. Resour. Announc. 2023. Vol. 12, № 12. Art. 0075323. doi: 10.1128/MRA.00753-23.

Bagade A. et al. Characterisation of hyper tolerant Bacillus firmus L-148 for arsenic oxidation // Environ Pollut. 2020. Vol. 261. Art. 114124. doi: 10.1016/j.envpol.2020.114124.

Barathi S. et al. Biodegradation of textile dye Reactive Blue 160 by Bacillus firmus (Bacillaceae: Bacil-lales) and non-target toxicity screening of their degraded products // Toxicol. Rep. 2019. Vol. № 7. Р. 16–22. doi: 10.1016/j.toxrep.2019.11.017.

DeSantis T.Z. et al. Greengenes, a chimera-checked 16S rRNA gene database and workbench compatible with ARB // Appl. Environ. Microbiol. 2006. Vol. 72, №7. Р. 5069–5072. doi: 10.1128/aem.03006-05.

Guffanti A.A. et al. Bioenergetic Properties of Alkaline-tolerant and Alkalophilic Strains of Bacillus // Journal of General MicrobioIogy. 1980. Vol. 119, № 1. Р. 79–86. doi: 10.1099/00221287-119-1-79.

John W.C. et al. Evaluation of biosurfactant production potential of Lysinibacillus fusiformis MK559526 isolated from automobile-mechanic-workshop soil // Braz. J. Microbiol. 2021. Vol. 52, № 2. Р. 663–674. doi: 10.1007/s42770-021-00432-3.

Kawahara K. et al. Occurrence of an alpha-galacturonosyl-ceramide in the dioxin-degrading bacterium Sphingomonas wittichii // FEMS Microbiol. Lett. 2002. Vol. 214, № 2. Р. 289–294. doi: 10.1111/j.1574-6968.2002.tb11361.x.

Mandal K. et al. Bioremediation of fipronil by a Bacillus firmus isolate from soil // Chemosphere. 2014. Vol. 101. Р. 55–60. doi: 10.1016/j.chemosphere.2013.11.043.

Mehta J. et al. Decolourization of simulated dye in aqueous medium using bacterial strains // European Journal of Advances in Engineering and Technology. 2015. Vol. 2, № 3. Р. 9–18.

Nagpal S. et al. iVikodak-A platform and standard workflow for inferring, analyzing, comparing, and visualizing the functional potential of microbial communities // Front Microbiol. 2019. Vol. 9. Art. 3336. doi: 10.3389/fmicb.2018.03336.

Nandy S. et al. Community Acquired Bacteremia by Sphingomonas paucimobilis: Two Rare Case Re-ports // J. Clin. Diagn. Res. 2013. Vol. 7, № 12. Р. 2947–2949. doi: 10.7860/JCDR/2013/6459.3802.

Oren A., Göker M., Sutcliffe I.C. Executive Board of the International Committee on Systematics of Prokaryotes. New Phylum Names Harmonize Prokaryotic Nomenclature // mBio. 2022. Vol. 13, № 5. Art. 0147922. doi: 10.1128/mbio.01479-22.

Passera A. et al. Characterization of Lysinibacillus fusiformis strain S4C11: In vitro, in planta, and in sili-co analyses reveal a plant-beneficial microbe // Microbiol Res. 2021. Vol. 244. Art. 126665. doi: 10.1016/j.micres.2020.126665.

Prihanto A.A. et al. Optimization of glutaminase-free L-asparaginase production using mangrove endo-phytic Lysinibacillus fusiformis B27 // F1000 Res. 2019. Vol. 8. Art. 1938. doi: 10.12688/f1000research.21178.2.

Prokesová L. et al. Immunostimulatory effect of Bacillus firmus on mouse lymphocytes // Folia Micro-biol. (Praha). 2002. Vol. 47, № 2. Р.193–197. doi: 10.1007/BF02817682.

Rashmi M. et al. Biodegradation of di-2-ethylhexyl phthalate by Bacillus firmus MP04 strain: paramet-ric optimization using full factorial design // Biodegradation. 2023. Vol. 34, № 6. Р. 567–579. doi: 10.1007/s10532-023-10043-4.

Reyes-Cervantes A. et al. Evaluation in the performance of the biodegradation of herbicide diuron to high concentrations by Lysinibacillus fusiformis acclimatized by sequential batch culture // J. Environ. Manage. 2021. Vol. 291. Art. 112688. doi: 10.1016/j.jenvman.2021.112688.

Teeravivattanakit T. et al. Digestibility of Bacillus firmus K-1 pretreated rice straw by different commer-cial cellulase cocktails // Prep. Biochem. Biotechnol. 2022. Vol. 52, № 5. Р. 508–513. doi: 10.1080/10826068.2021.1969575.

Wu S. et al. Simultaneous nitrogen removal via heterotrophic nitrification and aerobic denitrification by a novel Lysinibacillus fusiformis B301 // Water Environ. Res. 2023. Vol. 95, № 3. Art. e10850. doi: 10.1002/wer.10850.