Экология бактерий рода Rhodococcus из глубоководных битумных построек озера Байкал тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.02.08, кандидат биологических наук Лихошвай, Александр Викторович

• Лихошвай, Александр Викторович
• кандидат биологических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Лихошвай, Александр Викторович

Введение.

Глава 1. Обзор литературы.

1.1. Распространение районов естественных выходов нефти в водных экосистемах.

1.2. Бактерии рода Ккоёососст, осуществляющие деструкцию углеводородов.

1.3. Биосурфактанты, синтезируемые бактериями рода Ююйососсш.

1.4. Ферментативное и генетическое обоснование деградации углеводородов представителями рода Шгойососсив.

1.5. История изучения нефтепроявлений на озере Байкал.

1.6. Исследование биодеструкции углеводородов.

Глава 2. Экологическая и микробиологическая характеристика района мыса Горевой Утёс.

2.1. Состав байкальской нефти и битумных построек.

2.2. Состав микробного сообщества в районе мыса Горевой Утёс.

Глава 3. Объекты и методы исследования.

Глава 4. Химическое и микробиологическое исследование битума неактивной постройки.

4.1. Химический состав постройки №8.

4.2. Анализ суммарного микробного сообщества битумных построек на основе пиросеквенирования.

4.3. Исследование экологических, физиолого-биохимических и морфологических характеристик штаммов, выделенных из битумной постройки №8.

4.4. Филогенетическая принадлежность выделенных штаммов на основании анализа структуры гена 16Б рРНК.

Глава 5. Идентификация генов у выделенных штаммов Шюйососст егуЖгороШ, участвующих в деструкции я-алканов.

5.1. Исследование а1к-генов у выделенных штаммов Якойососст егуШгороШ.

5.2. Полногеномное секвенирование а1кВ-теяов штамма №4.

Глава 6. Исследование выделенных штаммов Шойососсш егуЛгороШ в лабораторных условиях.

6.1. Биодеградация и-алканов выделенными штаммами в лабораторных условиях.

6.2. Анализ гликолипидов, продуцируемых штаммом Югойососсш егуЖгороШ №4.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Экология бактерий рода Rhodococcus из глубоководных битумных построек озера Байкал»

Актуальность проблемы. Бактерии рода Rhodococcus, относящиеся к филуму Actinobacteria, семейству Nocardiaceae, обитают в почве, соляных шахтах, антарктических льдах, морских осадках, сточных водах и многих других экосистемах (Construction of eco-collection., 1994; Naphthalene-degrading bacteria, 2011; Lo Giudice et al., 2007; Helmke, 1984; Rhodococcus koreensis., 2000; Ленгелер, 2005; Alvarez, 2010). Отдельные представители данного рода способны использовать в качестве единственного источника углерода широкий спектр органических веществ, в том числе углеводороды, опасные с точки зрения экологии, в связи с этим их изучение имеет не только научное, но и прикладное значение (Larkin et al., 2006). Родококки способны окислять высокомолекулярные я-алканы и сложные хлорорганические соединения, которые трудно поддаются биодеградации (Alkane utilization., 2006). Представители рода Rhodococcus утилизируют бензол, толуол, нафталин (Liu et al., 2009), гербициды (De Schrijver, 1999) и полихлорбифенилы (Characterization of extradiol., 2003). Отдельные штаммы в настоящее время используются при производстве биопрепаратов, применяемых для биоремедиации при нефтяных загрязнениях (Ovchinnikova, 2009; Bioremediation of crude., 2010).

В озере Байкал при исследовании поверхностных вод в районе естественных нефтепроявлений у м. Горевой Утёс и близ устья р. Большая Зеленовская культивированием было выявлено микробное сообщество с доминированием бактерий-деструкторов нефти из родов Pseudomonas, Micrococcus и Rhodococcus. В отличие от других бактерий, родококки были найдены не только в нефти на водной поверхности, но и в донных осадках того же района (Сравнительная характеристика., 2008).

Открытие на дне Байкала в районе м. Горевой Утёс битумных построек при погружениях глубоководных обитаемых аппаратов (ГОА) «Мир» в 2008 г., в которых участвовал автор настоящей работы, инициировало исследования по изучению механизмов их образования и деструкции. В частности, представляло интерес исследовать населяющую их микрофлору и оценить наличие микроорганизмов, активно деградирующих нефть.

Цель исследования - изучить микроорганизмы в битумных постройках, расположенных на дне Байкала, и выделить штаммы бактерий, активных деструкторов углеводородов. Были поставлены следующие задачи:

1. Оценить разнообразие микроорганизмов в двух битумных постройках с различной активностью разгрузки нефти.

2. Выделить в культуры из образцов битума активные штаммы микроорганизмов-деструкторов нефти, в лабораторных условиях изучить их способность к использованию я-алканов в качестве единственного источника углерода.

3. Установить филогенетическую принадлежность выделенных штаммов, исследовать физиолого-биохимические свойства и морфологию полученных штаммов бактерий рода Ккойососст.

4. Установить наличие алкан-1-монооксигеназ - ферментов, инициирующих биодеструкцию я-алканов, и расшифровать структуру а1к-генов у одного из штаммов КНойососсш.

5. Исследовать способность штаммов рода Ккойососст к синтезу биосурфактантов класса гликолипидов.

6. Провести сравнение структур алкан-1-монооксигеназ одного из штаммов рода Якойососст, выделенных из битумной постройки, между собой и со структурами этих генов других представителей.

Научная новизна. Впервые исследована филогенетическая структура микробных сообществ в двух битумных постройках на дне Байкала, различающихся по химическому составу и интенсивности разгружающихся через них углеводородов. Установлено, что в битумных постройках обитают представители двух доменов: Агскаеа и ВаМеггае, включающие микроорганизмы различных таксонов. Установлено, что колонии из неактивной битумной постройки, способные расти на агаре в присутствии нефти в качестве единственного источника углерода, по морфофизиологическим признакам могут быть отнесены к роду Rhodococcus. Пять штаммов микроорганизмов в лабораторных экспериментах деградировали широкий спектр я-алканов (С12-С29). Впервые в геноме одного из байкальских штаммов полностью расшифрованы гены, кодирующие ферменты, осуществляющие окисление я-алканов. Показано, что структуры этих генов гомологичны структурам генов бактерий рода Rhodococcus, обнаруженных в морской воде и почве, загрязнённой нефтью.

Практическая значимость работы. Получены и охарактеризованы 5 штаммов рода Rhodococcus, изолированных из неактивной битумной постройки на дне (глубина 900 м) озера Байкал. Установлена их способность деградировать нефть и я-алканы, что позволяет рекомендовать их как возможные компоненты биопрепаратов, применяемых для биоремедиации холодноводных водоёмов. Показано, что штамм Rhodococcus erythropolis №4 выделяет биосурфактанты гликолипидной природы. Полученные данные по структуре я/&-генов могут быть использованы при разработке структур праймеров, необходимых для детекции этих генов у других микроорганизмов.

Работа выполнена в группе по изучению углеводородокисляющих микроорганизмов, отделе микробиологии Учреждения Российской академии наук Лимнологический институт Сибирского отделения РАН.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Битумные постройки, обнаруженные на дне озера Байкал в районе естественного нефтепроявления на глубине 900 м, различаются населяющими их микроорганизмами. Видовой состав микроорганизмов, населяющих активную постройку, из которой выделялась нефть, и неактивную (нефть не выделялась), различный.

2. Из неактивной битумной постройки при культивировании на среде, в которой в качестве единственного источника углерода использовалась нефть, выделены только представители рода Rhodococcus. Комплексный анализ 5 выделенных штаммов микробиологическими, молекулярнобиологическими, электронно-микроскопическими и хроматографическим методами показал, что все штаммы относятся к виду Rhodococcus erythropolis. Они способны участвовать в деструкции природных углеводородов и обладают высокой экологической пластичностью -способностью к росту в широком диапазоне (от +4 до +37 °С) температур и при концентрациях NaCl от 3 и 5%.

Апробация работы и публикации. Результаты работы были представлены на IV-ом съезде Российского общества биохимиков и молекулярных биологов (Новосибирск, 2008), Х-ом Съезде Гидробиологического общества при РАН (Владивосток, 2009), V-ой Верещагинской байкальской международной конференции (Иркутск, 2010), 10 International Conference on Gas in Marune Sediments (Листвянка, 2010), 32nd Annual Lome Genome Conference (Лорн, Автстралия, 2011), 3-ем Байкальском микробиологическом симпозиуме с международным участием «Микроорганизмы и вирусы в водных экосистемах» (Иркутск, 2011).

Заключение диссертации по теме «Экология (по отраслям)», Лихошвай, Александр Викторович

выводы

1. В битумных постройках, обнаруженных в районе естественного выхода нефти в Байкале на глубине 900 м, обитают микроорганизмы, относящиеся к доменам Агскаеа и Вас1епае. С помощью метагеномного анализа гена 168 рРНК в активной постройке выявлено 4520 и 5197 различных последовательностей архей и бактерий, соответственно, в которые входят представители семейства МеШапоБагста1е$ (46%), классов бета- (25%) и гаммапротеобактерий (12%). В неактивной постройке выявлено 1401 и 2200 последовательностей архей и бактерий, соответственно, включающих представителей семейства МеЛапотгсгоЫа1ез (38%), классов альфа- (15%) и бетапротеобактерий (16%). Их соотношение зависело от экологических условий.

2. Из всего разнообразия микроорганизмов, из неактивной постройки культивированием на среде, где в качестве единственного источника углерода была нефть, удалось выделить в чистые культуры 5 активных штаммов микроорганизмов-деструкторов нефти рода Яко(1ососст. На основании анализа нуклеотидных последовательностей гена 16Б рРНК, морфологических и физиолого-биохимических свойств они отнесены к виду Я. егуЖгороШ. Выделенные штаммы обладают способностью расти в широком диапазоне температур (от +4 до +37 °С) и при различной концентрации №С1 (3 и 5 %).

3. С помощью ПЦР-анализа у всех 5 штаммов удалось выявить а1к-гены, у одного штамма эти гены полностью расшифрованы.

4. В лабораторных экспериментах показано, что все выделенные штаммы Я. егуЖгороШ за 92 ч на 60-100 % утилизируют С12-С29 «-алканы, входящие в состав битума построек и разгружающейся нефти. Отсутствие в постройке я-алканов С12-С21 обусловлено их биодеградацией микроорганизмами. Из культуры штамма №4 выделены гликолипиды.

5. Сумма полученных данных вносит существенный вклад в понимание процессов биодеградации углеводородов в оз. Байкал и описывает новые возможности для практических применений родококков - деструкторов нефти.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведены комплексные исследования битумных построек №3 (активная) и №8 (неактивная), обнаруженных при погружениях ГОА «Мир» в августе 2008 г. Хроматографический анализ выявил наличие 77% я-алканов в активной постройке и 15% в неактивной. Тем не менее, при культивировании образцов на синтетической среде с добавлением нефти, из постройки №8, были выделены только представители рода Rhodococcus.

С использованием системы массового параллельного секвенирования Roche исследована филогенетическая структура (по гену 16S рРНК) в активной и неактивной битумных построек, выявлен различный состав микробных сообществ. Впервые в специфичном экотопе, практически состоящем только из тяжелых углеводородов - битумов - были обнаружены, выделены и доведены до состояния чистых культур 5 штаммов рода Rhodococcus. По данным морфологического, физиолого-биохимического анализа, а также на основании структуры нуклеотидных последовательностей гена 16S рРНК выделенные из неактивной постройки штаммы микроорганизмов были отнесены к виду Rhodococcus erythropolis.

Выделенные штаммы были способны расти в широком диапазоне температур от +4 до 37 °С, с оптимумом роста при +22 °С. Кроме того, как показали исследования, они обладали способностью выдерживать высокую соленость в среде, что свидетельствует о их пластичности. Это подтверждается натурными исследованиями, бактерии рода Rhodococcus встречаются в активной битумной постройке №3, в неактивной постройке №8, в осадке, а также в нефти, собранной с водной поверхности в районе естественных нефтепроявлений у мыса Горевой Утёс. Более того, эти бактерии также встречаются и в других экотопах, зачастую очень отличающихся друг от друга. Низкое содержание актинобактерий в постройках является следствием микроаэрофильных условий (Comparative 16S rRNA., 2000; Allgaier, 2006; Taipale et al., 2009).

В лабораторных экспериментах по изучению деструкции и-алканов выделенными штаммами Я. егуОггороИБ показано, что они сохранили высокую способность к деструкции углеводородов, выделенные штаммы утилизировали за короткий срок до 100% я-алканов с длиной цепи С12-С29, концентрация более лёгких гомологов при этом не увеличилась. Как описано в Главе 1, конечными продуктами биодеструкции углеводородов являются жирные кислоты (АбЬ^ е1 а1., 1994) (рис. 7). Эти вещества менее инертны по сравнению с п-алканами и нетоксичны. То есть, бактерии рода Якойососст минерализуют углеводороды и снабжают другие организмы субстратом для развития во многих экосистемах, в том числе и в пресноводных. Это подтверждается данными о том, что пятна нефти на водной поверхности в районе естественных нефтепроявлений у мыса Горевой Утёс не распространяются по площади более чем на 1 км (Хлыстов и др., 2007). В этом районе сформировано микробное сообщество, где доминируют углеводородокисляющие микроорганизмы (нефть - 190 кл./мл и п-алканы -300-500 кл./мл) (Исследование микробного., 2008). В состав битумной постройки №8 входят С22-С34 и-алканы. Таким образом, высказано предположение, что выделенные штаммы Я. егуЖгороШ могут со временем разрушать саму постройку. Это подтверждается отсутствием целых битумных построек в районе естественных нефтепроявлений у реки Большая Зеленовская.

Полимеразной цепной реакцией в ДНК 5 штаммов с использованием специфичных праймеров выявлены а1кВ1-тсшл, кодирующие алкангидроксилазу - фермент, инициирующий биодеструкцию посредством окисления короткоцепочечных я-алканов. Установлено, что, несмотря на очень близкое сходство штаммов по данным структуры гена 168 рРНК, по <я/^-генам они существенно различаются, а один штамм - №2 - имеет в своём наборе а1кВ1- и аШ?3-гены, то есть способен окислять как короткоцепочечные, так и длинноцепочечные и-алканы. Эта способность была подтверждена в лабораторных условиях по изучению биодеструкции п-алканов.

В геноме штамма Я. егу^гороШ №4 полностью расшифрованы и транслированы в аминокислотные последовательности структуры четырёх аШ?-генов, кодирующих алкан-1-монооксигеназу. Показано, что, как и у других представителей рода ЯНойососст, у данного штамма имеются строго консервативные фрагменты, в одном из которых (ЕНКТОНН) обнаружена несинонемичная замена. Аналогичная структура найдена у Я. егуЖгороШ БК121 (04385381), выделенного из почвы, загрязнённой нефтью и Я. егуМгороШ РЯ4 (002768905) - из морской воды Тихого океана с глубины 1 км. Такая модификация структуры аМ>гена, вероятно, отвечает за синтез специфичной алкан-1-монооксигеназы, способной окислять тяжёлые п-алканы, из которых состоит битумная постройка, в условиях низкой температуры (3,5°С) и высокого давления (90 атм.). Гомология аминокислотных последовательностей алкан-1-гидроксилаз штамма Я. егуЖгороШ №4 с аналогичными последовательностями этих микроорганизмов составляет 94-97%.

Также установлено, что в отличие от вышеупомянутого гомолога Я. егуЖгороНя РЯ4, штамм Я. егуМгороШ №4 способен деградировать п-алканы более широкого гомологического ряда (Сз-Сго против С12-С29, соответственно). У штамма Я. егуГкгороИз №4 идентифицированы клеточносвязанные гликолипиды, увеличивающие адгезию клеток к гидрофобной фазе органического субстрата, позволяя им тем самым эффективно осуществлять деструкцию её компонентов. Косвенно на гликолипиды указывает и образование штаммами флоккул (рис. 22) при культивации штаммов с нефтью и я-гексадеканом.

Таким образом, обладая способностью окислять нефть, поступающую из глубины озера, бактерии рода Яко^соссиэ участвуют в деструкции нефтяных пятен на водной поверхности, а также могут утилизировать неактивные битумные постройки на дне Байкала, нефти при её миграции сквозь осадок и водную толщу. Следовательно, бактерии рода Якос1ососсиз играют существенную роль в экосистеме озера Байкал, поддерживая чистоту его вод.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Лихошвай, Александр Викторович, 2011 год

1. Биотрансформация (3-ситостерола и его сложных эфиров актинобактериями рода Шойососсиз / И. Б. Ившина, В. В. Гришко, Е. М. Ноговицина и др. // Прикл. биох. и микробиол. 2005. Т. 41. - № 6. - С. 626-633.

2. Глубоководное бурение на Байкале основные результаты / М. И. Кузьмин и др. // Геология и геофизика. - 2001. - Т.42. - № 1-2. - С. 834.

3. Гомологи гена А1кВ термофильных бактерий рода СеоЬсШт / Т.П. Турова и др. // Мол. биол. 2008, Т. 42, № 2. С. 247-257.

4. Готтшлак Г. Метаболизм бактерий / Г. Готтшлак // Москва : Мир, 1982. -310 с.

5. Грачев М. А. О современном состоянии экологической системы озера Байкал / М. А. Грачев // Новосибирск : СО РАН, 2002. 156 с.

6. Донные битумные постройки и населяющая их биота по данным обследования озера Байкал с глубоководных обитаемых аппаратов «Мир» / О. М. Хлыстов и др. // Докл. АН. сер. геогр. 2009. Т. 428. № 5. -С. 1-4.

7. Жданова Н. В. Биотехнологии на основе сухого активного ила для увеличения нефтеотдачи пластов / Н В. Жданова, У. Н. Садыков, В. Р. Баязитова // Интервал. 2000. - Т. 4-5, № 15-16. - С. 4.

8. Жуков Д. В. Механизмы деградации углеводородов нефти микроорганизмами / Д. В. Жуков, В. П. Мурыгина, В. Калюжный // Усп. совр. биол. 2006. - Т. 126. - № 3. - С. 285-296.

9. Ившина И. Б. Адаптационные механизмы выживания алконотрофных родококков, реализованные в неблагоприятных условиях среды / И. Б. Ившина, Т. Н. Каменских, Б. А. Анохин // Вестн. ПГУ. 2007. № 5. - С. 107-112.

10. Исследование микробного сообщества озера Байкал в районе естественных нефтепроявлений / О. Н. Павлова, Т. И. Земская, А. Г.

11. Горшков и др. // Прикл. биох. и микробиол. 2008. Т.44. - № 3. - С. 319-323.

12. Князева Л. М. Современные осадки Южной части озера Байкал / Л. М. Князева // Тр. БЛС АН СССР. 1957. - Т. 15. - С. 159-198.

13. Кожов М. М. Биология озера Байкал / М. М. Кожов. Москва : АН СССР, 1962.-Т. 315.-№28,- С. 295-313.

14. Кожов М. М. Очерки по байкаловедению / М. М. Кожов. Вост.-Сиб. книж. изд-во. - Иркутск. - 1972. 254 с. (27). С. 239 - 252.

15. Куюкина М. С. Биосурфактанты актинобактерий рода Ккойвсоссиз'. индуцированный биосинтез, свойства, применение : Дис. . док. биол. Наук : 03.00.07 / М. С. Куюкина ; ИЭГМ УрО РАН. Пермь, 2007. - 298 с.

16. Ленгелер И. Современная микробиология. Прокариоты. В 2 т. / И. Ленгелер, Г. Древе, Г. Шлегель. Иркутск : Мир, 2005. - 656 с.

17. Микробные сообщества в районах естественных выходов нефти на озере Байкал / О. Н. Павлова, А. В. Ломакина, А. В. Лихошвай и др. // УНЖ. 2010,-№2. С. 169-172.

18. Намсараев Б. Б. Микробиологические процессы круговорота углерода в донных осадках озера Байкал / Б. Б. Намсараев, Т. И. Земская. -Новосибирск: Изд-во СО РАН, Филиал «ГЕО», 2000. 160 с. : ил -Библиогр.: с. 134-152.

19. Нефтегазоностность отложений озера Байкал / А. Э. Конторович, В. А. Каширцев, В. И. Москвин и др. // Геология и геофизика. 2007. - Т.48. - № 12.-С. 1346-1356.

20. Петрова В. И. Изменение численности бактерий в экспериментах с добавками нефти / В. И. Петрова, Л. М. Мамонтова // Структура и функционировании сообществ водных микроорганизмов. Изд-во Наука, 1986.-С. 144-149.

21. Разнообразие культивируемых аэробных микроорганизмов в районах естественных выходов нефти на озере Байкал / А. В. Ломакина и др. // Изв. РАН, сер. биол. 2009. №.5. С. 515-522.

22. Розанова Е. П. Микрофлора нефтяных месторождений / Е. П. Розанова, И. Кузнецов. Москва : Наука, 1974. 197 с.

23. Романенко В. М. Экология микроорганизмов пресных водоёмов / В. М. Романенко, С. И. Кузнецов. Москва : Наука, 1974, 194 с.

24. Рябухин Г. Е. К изучению Байкальского месторождения нефти / Г. Е. Рябухин. Новосибирск : Тр. нефт. геол. развед. инст. серия биол. 1934. -№ 33.-27 с.

25. Рязанов В. Д. Месторождения озокерита и нефти в Прибайкалье.

26. Материалы совещания по геологии и полезным ископаемым Дальнего

27. Востока / В. Д. Рязанов. Владивосток : Изд-во Дальневост. ун-та, 1928. -мм п р 94 а?

28. Самсонов В. В. Перспективы нефтегазоносности Селенгинской депрессии в свете гидрогеологических исследований / В. В. Самсонов. Геология нефти, 1959.-№ 6.-С. 14-18.

29. Современный уровень нефтепродуктов в воде озера Байкал и его притоков / А. Г. Горшков, И. И. Маринайте, Т. И. Земская и др. // Химия в интересах устойчивого развития. 2010. № 18. - С. 711-718.

30. Сравнительная характеристика микробных сообществ двух районов естественных нефтепроявлений озера Байкал / О. Н. Павлова, Т. И. Земская, А. Г. Горшков и др. // Изв. РАН. сер. биол. 2008. - № 3. - С. 333-340.

31. Углеводородокисляющие микроорганизмы в биоценозах некоторых районах Байкала / С. Д. Талиев, О. М. Кожова, О. А. Моложавая и др. //

32. Микроорганизмы в экосистемах озер и водохранилищ. 1985. -Новосибирск. Изд-во Наука С. 64-74 .

33. Филогенетическое разнообразие бактерий на различных глубинах Южного Байкала, выявленное по последовательностям 16S рРНК / Денисова JI. Я., Н. Л. Белькова, И. И. Тулохонов и др. // Сибирский экологический журнал. 1999. № 6. - С. 619-624.

34. Хлыстов О. М. Нефть в озере мирового наследия / О. М. Хлыстов, А. Г. Горшков, А. В. Егоров // Докл. АН. 2007. - Т. 414, № 5. - С. 656-659.

35. Шимараев М. Н. К вопросу о стратификации и механизме конвекции в Байкале / М. Н. Шимараев, Н. Г. Гранин // Докл. АН СССР. 1991. - Т. 321, №2.-С. 381-385.

36. Юлбарисов Э. М. Микробиологические методы повышения охвата пласта заводнением на различных стадиях разработки / Э. М. Юлбарисов // Нефтепромысловое дело. 1982. - № 12. - С. 9-10.

37. Abdel-Mawgoud А. М. Rhamnolipids: diversity of structures, microbial origins, and roles / A. M. Abdel-Mawgoud, F. Lepine, E. Deziel // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2010. - No. 86. - P. 1323-1336.

38. Algicidal activity7 of rhamnolipid biosurfactants produced by Pseudomonas aeruginosa / X. L. Wang et al. // Harmful Algae. 2005. No. 4 - P. 433-443.

39. Alkane hydroxylases in gram-positive strains / J. B. Van Beilen et al. // Environ. Microbiol. 2002. No. 4. - P. 676-682.

40. Alkane utilization by Rhodococcus strain NTU-1 alone and in its natural association with Bacillus fusiformis L-l and Ochrobactrum sp. / A. Luis et al. //Biotechnol. Prog. 2006. No. 22. - P. 1368-1373.

41. Allgaier M. Diversity and seasonal dynamics of actinobacteria populations in four lakes in northeastern Germany / M. Allgaier, H. P. Grossart // Appl. Environ. Microbiol. 2006. - No. 72. - P. 3489-3497.

42. Alvarez H. M. Biology of Rhodococcus / H. M. Alvarez // Microbiology Monographs : London, New York, Heidelberg, Dordrecht: Springer, 2010. -P. 1-361.

43. Analysis of Pseudomonas putida alkane degradation gene clusters and flanking insertion sequences: evolution and regulation of the alk-genes / J. B. Van Beilen et al.//Microbiology. 2001.-No. 147.-P. 1621-1630.

44. Ashraf W. Bacterial oxidation of propane // W. Ashraf, A. Mihdhir, J.C. Murrell // FEMS Microbiol. Lett. 1994. - No. 122. - P. 1-6.

45. Asselineau C. Trehalose-containing glycolipids / C. Asselineau, J. Asselineau // Prog. Chem. Fats other Lipids. 1978. - No. 16. - P. 59-99.

46. A yeast glycolipid biosurfactant, mannosylerythritol lipid, shows high binding affinity towards lectins on a self-assembled monolayer system / M. Konishi et al. // Biotechnol. Lett. 2007. No. 29. - P. 473-480.

47. Bacterioplankton community composition along a salinity gradient of sixteen high-mountain lakes located on the Tibetan Plateau, China / Q. L. Wu et al. // Appl. Environ. Microbiol. 2006. No. 72. - P. 5478-5485.

48. Banat I. M. Potential commercial applications of microbial surfactants /1. M. Banat, R. S. Makkar, S. S. Cameotra // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2000. -No. 53.-P. 495-508.

49. Baptist J. N. Hydrocarbon oxidation by a bacterial enzyme system: I products of octane oxidation /' J. N. Baptist, R. K. Gholson, M. J. Coon // Biochim. Biophys. Acta. 1963. No. 69. - P. 40-47.

50. Bergey's manual of determinative bacteriology / G. J. Holt et al.; ed. G. J. Holt. Baltimore, Philadelphia, Hong Kong, London, Munich, Sydney, Tokyo : A Waverly Company, 1994. - 9th ed. - 800 p.

51. Bergstrom S. On a metabolic product of Ps. pyocyanea. Pyolipic acid, active against M. tuberculosis / S. Bergstrom, H. Theorell, H. Davide // Arkiv. Chem. Mineral. Geol. 1946a. - V. 23A, No. 13. - P. 1-12.

52. Bergström S. Pyolipic acid. A metabolic product of Pseudomonas pyocyanea active against Mycobacterium tuberculosis / S. Bergström, H. Theorell, H. Davide // Arch. Biochem. Biophys. 1946b. - No. 10. - P. 165-166.

53. Biers E. J. Prokaryotic genomes and diversity in surface ocean waters: interrogating the global ocean sampling metagenome / E. J. Biers, S. L. Sun,

54. E. C. Howard // Appl. Environ. Microbiol. 2009. - No. 75. - P. 2221-2229.

55. Biogeography and ecological setting of Indian ocean hydrothermal vents / C. L. Van Dover et al. // Science. 2001. No. 294. - P. 818-823.

56. Bioremidiation of coastal areas 5 years after Nakhodka oil spill in the Sea of Japan: isolation and characterization of hydrocarbon-degrading bacteria / S. K. Chaerun et al. // Environ. Int. 2004. V. 30. P. 911-922.

57. Bioremediation of crude oil-contaminated soil using slurry-phase biological treatment and land farming techniques soil and sediment contamination / M. S. Kuyukina et al. // Int. J. 2010.-V. 12, No. l.-P. 85-99.

58. Britton L. N. Microbial degradation of aliphatic hydrocarbons / L. N. Britton // New York : Marcel Dekker, 1984. Microbial degradation of organic compounds. - P. 89-129.

59. Chakrabarty A. M. Plasmids in Pseudomonas /' A. Chakrabarty // Ann. Rev. Genet. 1976. - V. 10. - P. 7-30.

60. Characterization and micellization of rhamnolipidic fractions and crude extracts produced by Pseudomonas aeruginosa mutant MIG-N146 / Y. P. Guo et al. // J. Colloid Interface Sei. 2009. No. 331. - P. 356-363.

61. Characterization of extradiol dioxygenases from a polychlorinated biphenyl-degrading strain that possess higher specificities for chlorinated metabolites /

62. F. H. Vaillancourt et al. // J. Bacteriol. 2003. No. 185. - P. 1253-1260.

63. Chemical structure of lipid bioflocculant produced by Rhodococcus erythropolis / R. Kurane et al. // Biosci. Biotechnol. Biochem. 1995. No. 59.-P. 1652-1656.

64. Clifron C. G. Hydrothermal petroleums from Yellowstone National Park, Wyoming, U.S.A. / C. G. Clifron // Appl. Geochem. 1990. - V. 5. - P. 169191.

65. Comparative 16S rRNA analysis of lake bacterioplankton reveals globally distributed phylogenetic clusters including an abundant group of actinobacteria / F. O. Glöckner et al. // Appl. Environ. Microbiol. 2000. -No. 66.-P. 5053-5065.

66. Construction and fine mapping for recombinant plasmids containing the rmB ribosomal RNA operon of E. coli / J. Brosius et al. // Plasmid. 1981. V. 6. P. 112-118.

67. Construction of bacterial consortia that degrade arabian light crude oil / S. Komukai-Nakamura et al. // J. Ferm. Eng. 1996. V. 82, No. 6. - P. 570574.

68. Construction of eco-collection of Paddy Field soil bacteria for population analysis / K. Gorlach et al. // J. Gen. Appl. Microbiol. 1994. No. 40. P. -509-517.

69. Crystal structure of 4-chlorocatechol 1,2-dioxygenase from the chlorophenol-utilizing Grampositive Rhodococcus opacus 1CP / M. Ferraroni // J. Biol. Chem. 2004. No. 279. - P. 27646-27655.

70. Davila A. M. Sophorose lipid fermentation with differentiated substrate supply for growth and production phases / A. M. Davila, R. Marchel, J. P. Vandecasteele // Appl. Microbiol. Biotechnol . 1997. - No. 47. - P. 496501.

71. De Schrijver A. Degradation of pesticides by actinomycetes / A. De Schrijver, R. De Mot // Crit. Rev. Microbiol. 1999. - No. 25. - P. 85-119.

72. Development and application of PCR primers for monitoring alkane-degrading bacteria in seawater microcosm during crude oil degradation process / K. Sei et al. // J. Chem. Eng. Jap. 2003. V. 36, No. 10. - P. 11851193.

73. Diversity of alkane hydroxylase systems in the environment / J. B. Van Beilen et al. // OGST. 2003. V. 58, No. 4. - P. 427-440.

74. Diversity of bacterial strains degrading hexadecane in relation to the mode of substrate uptake / M. Bouchez-NaTtali et al. // J. Appl. Microbiol. 1999. -No. 86.-P. 421-428.

75. Drews G. Mikrobiologisches Praktikum / G. Drews. Berlin, Heidelberg, New York : Springer Verlag. 1974. 2nd ed.

76. Effects of crude oil, oil components, and bioremediation on plant growth / K. H. Baek et al. // J. Environ. Sei. Health Tox. Hazard Subst. Environ. Eng. 2004. No. 39. P. 2465-2472.

77. Expression of Rhodococcus opacus alkB Genes in Anhydrous Organic Solvents / Y. Sameshima et al. // J. Biosc. Bioeng. 2008. V. 106, No. 2. -P. 199-203.

78. Extracellular accumulation of mono- and di-Succinoyl trehalose lipids by a strain of rhodococcus erythropolis grown on n-alkanes / Y. Uchida et al. // Agric. Bioi Chern. 1989. V. 53, No. 3. - P. 757-763.

79. Factors affecting the production of succinoyl trehalose lipids by Rhodococcus erythropolis SD-74 grown on «-alkanes / Y. Uchida et al. // Agric. Biol. Chem. 1989. No. 53. - P. 765-769.

80. Formation, isolation and characterisation of trehalose dimycolates from Rhodococcus erythropolis grown on n-alkanes / P. Rapp et al. // J. Gen. Microbiol. 1979. No. 115. - P. 491-503.

81. Functional analysis of alkane hydroxylases from gram-negative and grampositive bacteria / T. H. M. Smits et al. // J. Bacteriol. 2002. No. 184. P. 1733-1742.

82. Gagarin V. G. Three new species of free-living nematodes from Lake Baikal, Russia / V. G. Gagarin, T. V. Naumova // Int. J. Nematology. 2010. - V. 20.-No. 2.-P. 185-193.

83. Gene cloning and characterization of multiple alkane hydroxylase systems in Rhodococcus spp. strains Q15 and 16531 / L. G. Whyte et al. // Appl. Environ. Microbiol. 2002. No. 68 - P. 5933-5942.

84. Gibson D. T. Aromatic hydrocarbon dioxygenases in environmental biotechnology / D. T. Gibson, R. E. Parales // Curr. Opin. Biotechnol. 2000. -No. 11.-P. 236-243.

85. Helmke E. Rhodococcus marinonascens sp. nov. An actinomycete from the sea / E. Helmke, H. Weyland // Int. J. Syst. Bacteriol. 1984. - No. 34. - P. 127-138.

86. Hydrothermal activity at Hook Ridge in the central Bransfield Basin, Antarctica / G. Bohrmann et al. // Geo-Marine Letters. 1999. No. 18. - P. 277-284.

87. Identification of an amino acid position that determines the substrate range of integral membrane alkane hydroxylases / J. B. Van Beilen et al. // J. Bacteriol. 2005. No. 187. - P. 85-91.

88. Isolation and characterization of dibenzofuran-degrading actinomycetes: analysis of multiple extradiol dioxygenase genes in dibenzofuran-degrading Rhodococcus species / T. Iida et al. // Biosci. Biotechnol. Biochem. 2002. -No. 66.-P. 1462-1472.

89. Isolation and characterization of indene bioconversion genes from Rhodococcus strain 124 / S. L. Treadway et al. // Appl. Microbiol. Biotechnol. 1999.-V. 51,No. 6.-P. 786-793.

90. Isolation of gram-positive n-alkane degraders from a hydrocarbon-contaminated Mediterranean shoreline / P. Quatrini et al. // J. Appl. Microbiol. 2008.-No. 104.-P. 251-259.

91. Jones A. Genus II. Rhodococcus (Zopf 1891) / A. Jones, M. Goodfellow. Bergey's Manual of Systematic Bacteriology. Berlin : Springer, 2010. - V. 4.-P. 1-65.

92. Klatte S. Rhodococcus opacus sp. nov., an unusual nutritionally versatile Rhodococcus species / S. Klatte, R. M. Kroppenstedt, F. A. Rainey // Syst. Appl. Microbiol. 1994. - No. 17. - P. 355-360.

93. Lang S. Surface-active lipids in rhodococci / S. Lang, J. C. Philp // Antonie van Leeuwenhoek Int. J. Gen. Mol. Microbiol. 1998. - No. 74. - P. 59-70.

94. Lang S. Rhamnose lipids biosynthesis, microbial production and application potential / S. Lang, D. Wullbrandt // Appl. Microbiol. Biotechnol. - 1999. -No. 51.-P. 22-32.

95. Larkin M. J. Biodégradation and Rhodococcus masters of catabolic versatility / M. J. Larkin, L. A. Kulakov, C. C. R. Allen // Biotechnology. -2005,- V. 16.-P. 282-290.

96. Larkin M. J. Biodégradation by members of the genus Rhodococcus: biochemistry, physiology and genetic adaptation / M. J. Larkin, L. A. Kulakov, C. C. R. Allen // Adv. Appl. Microbiol. 2006. - No. 59. - P. 1-29.

97. Liu C. W. Bioremediation of n-alkanes and the formation of biofloccules by Rhodococcus erythropolis NTU-1 under various saline conditions and sea water / C. W. Liu, W. N. Chang, H. S. Liu // Biochem. Eng. J. 2009. - No. 45.-P. 69-75.

98. Lo Giudice A. Characterization of antarctic psychrotrophic bacteria with antibacterial activities against terrestrial microorganisms / A. Lo Giudice, V. Bruni, L. Michaud // J. Basic Microbiol. 2007. - V. 47, No. 6. - P. 496-505.

99. MacDonald I. R. The BP oil spill in the Gulf of Mexico: critical assumptions concerning flow rate / I. R. MacDonald // 10th International Conference on Gas in Marine Sediments. Listvyanka, 2010. - P. 53-54.

100. Maier R. M. Pseudomonas aeruginosa rhamnolipids: biosynthesis and potential applications / R. M. Maier, G. Soberôn-Châvez // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2000. - No. 54. - P. 625-633.

101. Marin M. M. Differential expression of the components of the two alkane hydroxylases from Pseudomonas aeruginosa / M. M. Marin, L. Yuste, F. Rojo //J. Bacteriol.-2003.-No. 185.-P. 3232-3237.

102. Microbial community dynamics during assays of harbor oil spill bioremediation: microscale simulation study / S. Cappello et al. // J. Appl. Microbiol. 2006. V. 102. - P. 184-194.

103. Microbial production and application of sophorolipids /1. N. A. Van Bogaert et al. / Appl. Microbiol. Biotechnol. 2007. No. 76. P. 23-34.

104. Minnikin D. E. Actinomycete envelope lipid and peptidoglycan composition / D. E. Minnikin, A. G. O'Donnell // The biology of the Actinomycetes. -London: 1984.- P. 335-388.

105. Molecular characterization of Rhodococcus equi from horse-breeding farms by means of multiplex PCR for the vap gene family / F. Monego et al. // Curr. Microbiol. 2009. No. 58. - P. 399-403.

106. Molecular Screening for Alkane Hydroxylase Genes in Gram-Negative and Gram-Positive Strains / T. H. M. Smits et al. // Environ. Microbiol. 1999. -No. l.-P. 307-318.

107. Muyzer G. Bacteria from hydrocarbon seep areas growing on short-chainalkanes Text. / G. Muyzer, G. M. van der Kraan // Trends in microbiology.-2008.-No. 16.-P. 138-141.

108. Naphthalene-degrading bacteria of the genus Rhodococcus from the Verkhnekamsk salt mining region of Russia / L. N. Anan'ina et al. // Antonie van Leeuwenhoek Int. J. Gen. Mol. Microbiol. 2011. V. 100, No. 2. -P. 309-316.

109. New Alkane-Responsive Expression Vectors for E. coli and Pseudomonas / T. H. M. Smits et al. // Plasmid. 2001. V. 46, No. 1. - P. 16-24.

110. Nishiuchi Y. Mycolic acids from Rhodococcus, Gordonia, and Dietzia / Y. Nishiuchi, T. Baba, I. Yano // J. Microbiol. Methods. 2000. - No. 40. - P. 19.

111. Nitschke M. Structure and applications of a rhamnolipid surfactant produced in soybean oil waste / M. Nitschke, S. Costa, J. Contiero // Appl Biochem Biotechnol.-2010.-No. 160.-P. 2066-2074.

112. Nutritional requirements of a biosurfactant producing strain Rhodococcus sp. 51T7 / M. Espuny et al. // Biotechnol. Lett. 1996. No. 18. - P. 521-526.

113. Origin, distribution and alteration of asphalta at Chapopote Knoll, Souther Gulf of Mexico / M. Brüning et al. // Mar. Pet. Geol. 2010. No. 27. - P. 1093-1106.

114. Ovchinnikova A. A. Phenanthrene biodégradation and the interaction of Pseudomonas putida BS3701 and Burkholderia sp. BS3702 in plant rhizosphere / A. A. Ovchinnikova // Microbiology. 2009. V. 78, No. 4. - P. 433-439.

115. Oxygen transfer rate and sophorose lipid production by Candida bombicola / V. Guilmanov et al. II Biotech. Bioeng. 2002. Vol. 77, No.5. - P. 489-494.

116. Phenazines and biosurfactants interact in the biological control of soil-borne diseases caused by Pythium spp. / M. Perneel et al. // Environ. Microbiol. 2008.-No. 10.-P. 778-788.

117. Prince R. C. Substrate preferences in biodesulfurization of diesel range fuels by Rhodococcus sp. strain ECRD-1 / R. C. Prince, M. J. Grossman // Appl. Environ. Microbiol. 2003. - No. 69. - P. 5833-5838.

118. Physiological adaptations involved in alkane assimilation at a low temperature by Rhodococcus sp. strain Q15 / L. G. Whyte et al. II App. Environ. Microbiol. 1999. V. 65, No. 7. - P. 2961-2968.

119. Physicochemical and antimicrobial properties of new rhamnolipids produced by Pseudomonas aeruginosa AT 10 from soybean oil refinery wastes / A. Abalos et al. //Langmuir. 2001. No. 17. - P. 1367-1371.

120. Physiological and morphological responses of the soil bacterium Rhodococcus opacus strain PD630 to water stress / H. M. Alvarez et al. II FEMS Microbiol. Ecol. 2004. No. 50. - P. 75-86.

121. Physicochemical characterization and antimicrobial properties of rhamnolipids produced by Pseudomonas aeruginosa 47T2 NCBIM 40044 / E. Haba et al. // Biotechnol. Bioeng. 2003. No. 81. - P. 316-322.

122. Purification and characterization of a novel naphthalene dioxygenase from Rhodococcus sp. strain NCIMB12038 / M. J. Larkin et al. // J. Bacteriol. 1999. No. 181. - P. 6200-6204.

123. Pseudomonas aeruginosa virulence analyzed in a Dictyostelium discoideum host system / P. Cosson et al. // J. Bacteriol. 2002. No. 184. - P. 30273033.

124. Raymond R. L. Microbial oxidation of n-paraffinic hydrocarbons / R. L. Raymond // Develop. Industry. Microbiol. 1961. - V. 2, No. 1. - P. 23-32.

125. Rhamnolipids from the rhizosphere bacterium Pseudomonas sp. GRP(3) that reduces damping-off disease in Chilli and tomato nurseries / A. Sharma et al. // J Nat Prod. 2007. No. 70. - P. 941-947.

126. Rhodococcus koreensis sp. nov., a 2,4-dinitrophenol-degrading bacterium / J. H. Yoon et al. // Int J Syst Evol Microbiol. 2000. No. 50. - P. 1193-1201.

127. Sambrook J. Molecular cloning: a laboratory manual / J. Sambrook, E. F. Fritsch, T. Maniatis. Cold Spring Harbor : Cold Spring Harbor Laboratory Press. - 1989. - 1659 p.

128. Scott C. C. L. A comparative analysis of the ultrastructure of hydrocarbon-oxidizing microorganisms / C.C.L. Scott, W.R. Finnery // J. General Microbiol. 1976. - No. 94. - P. 342-350.

129. Screening three strains of Pseudomonas aeruginosa: prediction of biosurfactant-producer strain / G. Dehghan-Noudeh et al. // Am. J. Appl. Sei. 2009. V. 6, No. 8. - P. 1453-1457.

130. Sequence analysis of three plasmids harboured in Rhodococcus erythropolis strain PR4 / M. Sekine et al. // Environ. Microbiol. 2006. V. 8, No. 2. - P. 334-346.

131. Simoneit B. R. T. Hydrothermal petroleum from lacustrine sedimentary organic matter in the East African Rift / B. R. T. Simoneit, T. A. T. Aboul-Kassim, J. J. Tiercelin // App. geochem. 2000. - No. 15. - P. 355-368.

132. Singh P. Potential applications of microbial surfactants in biomedical sciences / P. Singh, S. S. Cameotra // Trends in Biotechnology. 2004. - V. 22, No. 3. -P. 142-146.

133. Taipale S. Vertical diversity of bacteria in an oxygen-stratified humic lake, evaluated using DNA and phospholipid analyses / S. Taipale, R. I. Jones, M. Tiirola //Aquat. Microb. No Ecol. 2009. 55:1-16.

134. The alkane hydroxylase gene of Burkholderia Cepacia RR10 is under catabolite repression control / M. M. Marin et al. // J. Bacteriol. 2001. No. 183.-P. 4202-4209.

135. The complete genome of Rhodococcus sp. RHA1 provides insights into a catabolic powerhouse / M. P. McLeod et al. // Proc. Natl. Acad. Sei. 2006. -V. 103, No. 42.-P. 15582-15587.

136. The Sorcerer II global ocean sampling expedition: Northwest Atlantic through Eastern Tropical Pacific / D. B. Rusch et al. // PLoS Biol. 2007. No. 5. - P. 398-431.

137. The world's most spectacular marine hydrocarbon seeps (Coal Oil Point, Santa Barbara Channel, California): quantification of emission / J. S. Hornafius, D. Quigley, B. P. Luyendyk // J. Geophy, Res. 1999. - No. 104. -P. 20703- 20711.

138. Trehalose lipid and branched-hydroxy fatty acids formed by bacteria grown on n-alkanes / T. Suzuki et al. // Agric. Biol. Chem. 1969. No. 33. - P. 1619-1625.

139. Van Beilen J.B. Alkane hydroxylase systems in Pseudomonas aeruginosa strains able to grow on «-octane / J.B. Van Beilen, L. Veenhoff, B. Witholt //

140. New Frontiers in Screening for Microbial Biocatalysts. Elsevier Science,1998.-V. 53.-P. 211-215.

141. Van Beilen J. B. Molecular screening for alkane hydroxylase genes in gramnegative and gram-positive strains / J. B. Van Beilen // Environ. Microbiol.1999.-No. l.-P. 307-318.

142. Van Beilen J.B. Topology of the membrane-bound alkane hydroxylase of Pseudomonas oleovorans / J. B. Van Beilen, D. Penninga, B. Witholt // J. Biol. Chem. 1992. - No. 267.-P. 9194-9201.

143. Widespread fluid expulsion along the seafloor of the Costa Rica convergent margin / G. Bohrmann et al. // Terra Nova. 2002. No. 14. - P. 69-79.

144. Zarate-del Valle PF. Hydrothermal bitumen generated from sedimentary organic matter of rift lakes Lake Chapala, Citala Rift, Western Mexico / P.

145. F. Zarate-del Valle, B. R. T. Simoneit // Appl. geochem. 2005. - No. 20. -P. 2343-2350.

146. Zavarzin G. A. A correlation of phylogenetic diversity in the Proteobacteria with the influences of ecological forces / G. A. Zavarzin, E. Stackebrandt, R.

147. G. E. Murray. Can. J. Microbiol. 1991. - No. 37.-P. 1-6.