Биодеградационный потенциал фосфатмобилизующих ризобактерий Pseudomonas spp. по отношению к глифосату
Аннотация
Проведена серия лабораторных in vitro экспериментов по культивированию ризобактерий Рseudomonas spp. (Pseudomonas sp. P-6, Pseudomonas sp. Р-7, Pseudomonas sp. Р-11, Pseudomonas sp. P-15, Pseudomonas sp. P-42) в жидких средах с глифосатом как источником фосфора. Установлено, что исследуемые штаммы ризобактерий проявляют способность метаболизировать гербицид глифосат. Согласно полученным данным планарной хроматографии процесс катаболизма глифосата ризобактериями Рseudomonas spp осуществляется по саркозиновому пути без образования аминометилфосфоновой кислоты. Деструктивная активность коллекционных штаммов Pseudomonas sp. P-6, Pseudomonas sp. Р-7, Pseudomonas sp. Р-11, Pseudomonas sp. P-15 и Pseudomonas sp. P-42, рассчитанная по накоплению неорганического фосфата (Рi) в культуральной жидкости, при концентрации глифосата 300 мг/л составила 49,9 %, 45,8 %, 55,6 %, 49,6 % и 65,6 %, при концентрации глифосата 500 мг/л – 43,1 %, 43,8 %, 48,4 %, 44,9 % и 50,1 % соответственно. Штаммы этих ризосферных бактерий могут рассматриваться в качестве деструкторов глифосата для биоремедиации загрязненных природных объектов.
Об авторах
Н. А. Михайловская
Институт почвоведения и агрохимии
Беларусь
Беларусь
Минск
С. С. Романенко
Институт почвоведения и агрохимии
Беларусь
Беларусь
Минск
Т. В. Погирницкая
Институт почвоведения и агрохимии
Беларусь
Беларусь
Минск
Т. Б. Барашенко
Институт почвоведения и агрохимии
Беларусь
Беларусь
Минск
С. В. Дюсова
Институт почвоведения и агрохимии
Беларусь
Беларусь
Минск
А. Л. Новик
Белорусский национальный технический университет
Беларусь
Беларусь
Минск
Список литературы
1. Borggaard, O. K. Fate of glyphosate in soil and the possibility of leaching to ground and surface waters: a review / O. K. Borggaard, L. Gimsing // Pest Management Science. – 2008. – Vol. 64. – P. 441–456.
2. Bai, S. H. Glyphosate: environmental contamination, toxicity and potential risks to human health via food contamination / S. H. Bai, S. M. Ogbourne // Environmental Science and Pollution Research. − 2016. − Vol. 23(19). – P. 18988–19001. doi: 10.1007/s11356-016-7425-3
3. Potential toxic effects of glyphosate and its commercial formulations below regulatory limits, / R. Mesnage, N. Defarge, J. Spiroux de Vendфmois, G.E Sйralini // Food and Chemical Toxicology. – 2015. – Vol. 84. – Р. 133–153. doi: 10.1016/j.fct.2015.08.012.
4. Swanson, N. L. Genetically engineered crops, glyphosate and the deterioration of health in the United States of America. / N. L. Swanson, A. Leu, J. Abrahamson, B. Wallet // Journal of Organic Systems. – 2014. – Vol. 9. – P. 6–37.
5. Alteration of plant physiology by glyphosate and its by-product aminomethylphosphonic acid : an overview / M. P. Gomes., E. Smedbol, A. Chalifour [et al.] // Journal of Experimental Botany. – 2014. – Vol. 65. – P. 4691–4703.
6. Antibacterial activity and mechanism of action of phosphonopeptides based on aminomethylphosphonic acid / F. R. Atherton, M. J. Hall, C. H. Hassall [et al.] // Antimicrobial Agents and Chemotherapy. – 1982. – Vol. 22. – P. 571–578.
7. Glyphosate: monograph / M. Watts, P. Clausing, A. Lyssimachou [et al.]. – Malaysia: Pesticide Action Network, 2016. – 95 p. – URL: https://pan-international.org/wp-content/uploads/Glyphosate-monograph.pdf (date of access: 14. 04. 2025).
8. Dick, R. E. Glyphosate-degrading isolates from environmental samples: occurrence and pathways of degradation / R. E. Dick, J. P. Quinn // Applied Microbiology and Biotechnology. – 1995. – Vol. 43. – P. 545–550.
9. Recent advances in glyphosate biodegradation / H. Zhan, Y. Feng, X. Fan, S. Chen // Applied Microbiology and Biotechnology. – 2018. – Vol. 102. – P. 5033–5043.
10. Kamat, S. S. The enzymatic conversion of phosphonates to phosphate by bacteria / S. S. Kamat, F. M. Raushel // Current Opinion in Chemical Biology. – 2013. – Vol. 17. – № 4. – P. 589–596. – Doi: 10.1016/j.cbpa.2013.06.006.
11. Биодеградация фосфорорганических загрязнителей почвенными бактериями: биохимические аспекты и нерешенные проблемы / А. В. Свиридов, Т. В. Шушкова, Д. О. Эпиктетов [и др.] // Биотехнология. – 2020. – Т. 36, № 4. – С. 126–135. – Doi: 10.21519/0234-2758-2020-36-4-126-135.
12. Михайловская, Н. А. Глифосат и аминометилфосфоновая кислота в природных средах и их микробная трансформация (обзор) / Н. А. Михайловская // Весцi НАН Беларусi. Серыя аграрных навук. – 2024. – Т. 62, № 2. – С. 114–125.
13. Kishore, G. M. Degradation of glyphosate by Pseudomonas SP-PG2982 via a sarcosine intermediate / G. M. Kishore, G. S. Jacob // Journal of Biological Chemistry. – 1987. – Vol. 262. – Iss. 25. – P. 12164–12168. – Doi: 10.1016/S0021-9258(18)45331-8.
14. Environmental health criteria 159. Glyphosate. International programme on chemical safety // IPCS INCHEM Home – URL: https://inchem.org/documents/ehc/ehc/ehc159.htm (date of access: 02. 05. 2025).
15. Glyphosate induced specific and widespread perturbations in the metabolome of soil Pseudomonas species / L. Aristilde, M. L. Reed, R. A. Wilkes [et al.] // Frontiers in Environmental Science. – 2017. – Vol. 5. – Doi: 10.3389/fenvs.2017.00034.
16. Groom, E. Control of glyphosate uptake and metabolism in Pseudomonas sp. 4ASW / E. Groom, J. P. Quinn // FEMS Microbiology Letters. – 1995. – Vol. 134. – Iss. 2–3. – P. 177–182. – Doi: 10.1111/j.1574-6968.1995.tb07934.x.
17. Mkpuma, D. U. M. E. Isolation, characterization and biodegradation assay of glyphosate utilizing bacteria from exposed rice farm / D. U. M. E. Mkpuma, V. O. E. Simeon // Journal of Biology, Agriculture and Healthcare. – 2015. – Vol. 5. – Iss. 5. – P. 96–109. – URL: https://www.iiste.org/Journals/index.php/JBAH/article/download/20632/21566 (date of access: 05. 05. 2025).
18. Characterization of a New Pseudomonas Putida Strain Ch2, a Degrader of Toxic Anthropogenic Compounds Epsilon-Caprolactam and Glyphosate / T. Z. Esikova, T. O. Anokhina, N. E. Suzina [et al.] // Microorganisms. – 2023. – Vol. 11. – Iss. 3. – P. 650. – Doi: 10.3390/microorganisms11030650.
19. Murphy, J. A modified single solution method for the determination of phosphate in natural waters / J. Murphy, J. P. Riley // Analytica Chimica Acta. – 1962. – Vol. 27. – P. 31–36. doi: 10.1016/s0003-2670(00)88444-5
20. Влияние фосфатмобилизующих бактерий на ростовые процессы, урожайность и фитосанитарное состояние посевов зерновых культур на д-п супесчаных почвах / Н. А. Михайловская, И. М. Богдевич, О. Миканова [и др.] // Почвоведение и агрохимия. – 2012. – № 1(48). – С.136–149.
21. Влияние ризобактерий р. Pseudomonas на фотосинтетический потенциал кукурузы в присутствии глифосата в почве / Н. А. Михайловская, С. А. Касьянчик, Т. Б. Барашенко [и др.] // Почвоведение и агрохимия. – 2023. – № 2(71). – С. 80−90.
22. Скрининг фосфатрастворяющих ризобактерий Pseudomonas spp. по активности культурального роста в зависимости от содержания глифосата в жидкой среде Дворкина-Фостера / Н. А. Михайловская, С. А. Касьянчик, Т. Б. Барашенко [и др.] // Почвоведение и агрохимия. – 2023. – № 1(70). – С. 136–148.
23. Лапа, В. В. Способность калиймобилизующих бактерий Bacillus метаболизировать гербицид глифосат с образованием метилглицина / В. В. Лапа, Н. А. Михайловская, Т. В. Погирницкая // Доклады НАН Беларуси. – 2025. – № 3 (69). – С. 258–264.
24. Zelenkova, N. F. Determination of glyphosate and its biodegradation products by chromatographic methods / N. F. Zelenkova, N. G. Vinokurova // Journal of Analytical Chemistry. – 2008. – Vol. 63. – № 9. – P. 871–874. doi: 10.1134/s106193480809013x
25. Ragab, M. T. H. Thin-layer chromatographic detection of glyphosate herbicide (N-phosphonomethyl glycine) and its aminomethyl phosphonic acid metabolite / M. T. H. Ragab // Chemosphere. – 1978. – Vol. 7. – No 2. – P. 143−153. doi: 10.1016/0045-6535(78)90041-3
26. Методы определения микроколичеств пестицидов в продуктах питания, кормах и внешней среде : Справочник : в 2 т. / М. А. Клисенко, А. А. Калинина, К. Ф. Новикова, Г. А. хохолькова. – М.: Агропромиздат, 1992. – Т. 2. – 416 с.
Рецензия
Для цитирования:
Михайловская Н.А., Романенко С.С., Погирницкая Т.В., Барашенко Т.Б., Дюсова С.В., Новик А.Л. Биодеградационный потенциал фосфатмобилизующих ризобактерий Pseudomonas spp. по отношению к глифосату. Почвоведение и агрохимия. 2025;(2):66-75.
For citation:
Mikhailouskaya N.A., Romanenko S.S., Pogirnitskaya T.V., Barashenko T.B., Dyusova S.V., Novik A.L. Biodegradation potential of phosphate-mobilizing rhizobacteria Pseudomonas spp. towards glyphosate. Soil Science and Agrochemistry. 2025;(2):66-75. (In Russ.)
Просмотров:
30
JATS XML
Послать статью по эл. почте 