Микробная деградация нафталина и фенантрена в модельных почвенных системах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.23, кандидат биологических наук Пунтус, Ирина Филипповна

• Пунтус, Ирина Филипповна
• кандидат биологических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Пунтус, Ирина Филипповна

1. ВВЕДЕНИЕ.

1.1. Актуальность работы.:.

1.2. Цель и задачи исследования.

1.3. Научная новизна.

1.4. Научно-практическая значимость работы. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

2.1. Деградация ПАУ.

2.1.1. Полициклические ароматические углеводороды как загрязнители окружающей среды.

2.1.2. Абиотическая деградация ПАУ.

2.1.3. Микроорганизмы- деструкторы ПАУ.

2.1.4. Распространение микроорганизмов-деструкторов ПАУ в окружающей среде.

2.1.5. Биохимические пути деградации нафталина.

2.1.6. Плазмиды биодеградации нафталина и их структурно-генетическая организация

2.1.7. Биохимические пути деградации фенантрена.

2.1.8. Участие плазмид деградации нафталина в процессе деградации фенантрена.

2.1.9. Биодеградация ПАУ в природе.

2.2. Использование микроорганизмов для очистки окружающей среды.

2.2.1. Использование генетически модифицированных микроорганизмов в области охраны окружающей среды.

2.2.2. Модельные почвенные системы.

2.2.3. Количественное определение ПАУ в почве.

2.2.3.1. Количественное определение нафталина.

2.2.3.2. Методы количественного определения фенантрена.

2.3. Кинетика роста микроорганизмов.

2.3.1. Математическое моделирование процесса биодеградации.

3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.

3.1. Бактериальные штаммы и плазмиды.

3.2. Среды и другие материалы.

3.3. Выделение бактериальных штаммов из почвенных образцов.

3.4. Способность микроорганизмов к деградации ароматических углеводородов.

3.5. Способность штаммов к трансформации фенантрена.

3.6. Способность выделенных культур использовать фенантрен и нафталин в качестве единственного источника углерода и энергии.

3.7. Определение удельной скорости роста культуры микроорганизмов.

3.8. Определение промежуточных продуктов деградации фенантрена.

3.9. Коньюгационный перенос бактериальных плазмид.

3.10. Элиминация плазмид.

3.11. Выделение плазмидной ДНК.

3.12. Визуализация плазмидной ДНК.

3.13. Определение влагоемкости почвы.

3.14. Определение органического вещества в почве.

3.15. Приготовление модельных почвенных систем.

3.16. Внесение инокулята в почву.

3.17. Отбор проб.

3.18. Экстракция нафталина и фенантрена из почвенных образцов.

3.19. Определение концентрации нафталина в почвенных экстрактах.

3.20. Определение содержания фенантрена в почвенных экстрактах.

3.21. Определение стабильности признаков утилизации нафталина и салицилата.

3.22. Математическое моделирование процесса биодеградации нафталина и фенантрена. 46 4. РЕЗУЛЬТАТЫ.

4.1. Выделение и характеристика штаммов деструкторов нафталина и фенантрена.

4.1.1. Способность штаммов деструкторов нафталина к трансформации фенантрена.

4.1.2. Способность штаммов-деструкторов нафталина использовать ПАУ в качестве единственного источника углерода и энергии.

4.1.3. Ростовые характеристики штаммов-деструкторов нафталина, способных к деградации фенантрена.

4.1.4. Определение промежуточных продуктов деградации фенантрена.

4.2. Разработка модельной почвенной системы для изучения процесса деградации нафталина и фенантрена.

4.2.1. Подготовка почвы для исследований.

4.2.2. Внесение нафталина и фенантрена в почву.

4.2.3. Особенности экстракции нафталина и фенантрена из почвенных образцов.

4.2.4. Содержание нафталина и фенантрена в почве.

4.2.5. Разработка экспресс методики для количественного определения нафталина и фенантрена в почве.

4.2.6. Определение оптимального уровня влажности для штаммов-деструкторов нафталина в модельной почвенной системе.

4.3. Математическое моделирование процесса биодеградации ПАУ в модельных почвенных системах.

4.4. Изучение процесса биодеградации нафталина в модельной почвенной системе.

4.4.1. Деградации нафталина в МПС со стерильной почвой.

4.4.2. Деградация нафталина аборигенными почвенными микроорганизмами.

4.4.3. Динамика численности интродуцированяых штаммов-деструкторов в МПС.

4.4.4. Деградация нафталина интродуцированными штаммами-деструкторами.

4.4.5. Оценка эффективности деградации нафталина различными штаммами, интродуцированными в модельные почвенные системы.

4.4.6. Влияние салицилата на процесс биодеградации нафталина в модельных почвенных системах.

4.5. Изучение процесса деградации фенантрена интродуцированными штаммами в модельных почвенных системах.

4.5.1. Деградации фенантрена в МПС со стерильной почвой.

4.5.2. Деградация фенантрена интродуцированными микроорганизмами.

4.5.3. Сравнение эффективности деградации фенантрена различными штаммами, интродуцированными в модельную почвенную систему.

4.5.4. Кинетика роста и потребления нафталина и фенантрена природными и генетически модифицированными штаммами-деструкторами нафталина и фенантрена

5. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.

6. ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Микробная деградация нафталина и фенантрена в модельных почвенных системах»

1.1. Актуальность работы

В современной промышленности и сельском хозяйстве широко используются разнообразные органические соединения, в том числе ксенобиотики, многие из которых токсичны, канцерогенны, мутагенны, что может приводить к сдвигу экологического равновесия в биосфере и представляет угрозу для живых организмов.

Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) являются классом повсеместно распространенных устойчивых поллютантов, содержащихся в сточных водах и газовых выбросах коксо-, газо- и нефтехимических производств. Нафталин, фенантрен, антрацен, хризен являются компонентами тяжелых фракций нефти и попадают в окружающую среду в результате аварийных разливов нефтепродуктов, при сгорании различных видов топлива при неполном доступе кислорода, а также содержатся в выхлопных газах автомобилей. В последнее время серьезную проблему представляет загрязнение почв и водных систем в индустриально развитых районах мира, поскольку многие ПАУ относятся к классу канцерогенов и мутагенов.

Хотя некоторое уменьшение концентрации ПАУ в почве возможно за счет абиотических процессов, основную роль в деградации этих соединений играют микробные популяции. Уникальная способность микроорганизмов к деградации ПАУ как природного, так и антропогенного происхождения становится предметом особого внимания исследователей, прежде всего с точки зрения использования микроорганизмов - деструкторов для очистки окружающей среды от все более возрастающего загрязнения антропогенного происхождения.

Известно, что ряд микроорганизмов способен использовать ПАУ как источники углерода и энергии или трансформировать их. Накоплен значительный экспериментальный материал, показывающий, что процесс биодеградации ПАУ бактериями часто контролируются плазмидами, большинство из которых обнаружено у представителей рода Pseudomonas. Псевдомонады способны к утилизации самых разнообразных органических соединений, в том числе неприродных. Однако данные, касающиеся биохимических путей , генетического контроля и физиологических аспектов утилизации ПАУ микроорганизмами в основном получены при изучении процесса катаболизма нафталина и относительно мало известно о катаболизме и трансформации ПАУ с более высоким молекулярным весом, таких как фенантрен, антрацен h др. Процесс деградации этих соединений в природных условиях протекает весьма медленно. Это обусловлено, в частности, низкой растворимостью ПАУ в воде, что резко снижает их биодоступность для микроорганизмов.

В последнее время возрос интерес к использованию штаммов - деструкторов для очистки от загрязнений окружающей среды in situ. Интродукция микроорганизмов в окружающую среду предполагает проведение предварительных лабораторных исследований штаммов-деструкторов. Исследователи все чаще используют модельные системы, приближенные к естественным условиям, в том числе и почвенные микрокосмы. При моделировании природных процессов в лабораторных условиях возникает необходимость разработки новых модельных систем, методов контроля за процессами жизнедеятельности микроорганизмов и деградации ксенобиотиков, быстрых методов количественного определения ксенобиотиков в почве и водных растворах. Изучение процесса деградации ПАУ различными штаммами микроорганизмов предполагает развитие и совершенствование подходов для оценки эффективности этого процесса с целью выбора наиболее активных штаммов-деструкторов для биоремедиации загрязненных территорий. Оценка эффективности процесса деградации предполагает определение количественных характеристик роста микроорганизмов и потребления субстратов с использованием математического моделирования.

Заключение диссертации по теме «Биотехнология», Пунтус, Ирина Филипповна

6. выводы

1. Выделены и охарактеризованы 28 штаммов бактерий рода Pseudomonas, способных к росту на ароматических углеводородах (нафталине, фенантрене, антрацене, феноле и мета-крезоле) в качестве единственных источников углеводорода и энергии. Штамм Burkholderia sp. BS3702 способен к росту как на полициклических ароматических углеводородах (нафталине, фенантрене, антрацене), так и на алифатических (гексане, октане).

2. Для оценки эффективности процесса биодеградации полициклических ароматических углеводородов аборигенными и интродуцированными микроорганизмами использована модельная почвенная система; подобран оптимальный уровень влажности почвы (40%); оптимизирована экспресс методика определения концентрации нафталина, фенантрена и флуорена в почве.

3. Интродуцированные в модельные почвенные системы активные микроорганизмы-деструкторы полностью деградируют нафталин в концентрации 2,5 мг/ г сухой почвы и фенантрен в концентрации 1 мг/ г сухой почвы в течение 3-4 дней. Внесение салицилата в низких концентрациях вдвое ускоряет процесс деградации нафталина интродуцированными штаммами-деструкторами с индуцибельным синтезом нафталиндиоксигеназы.

4. Предложена методика для предварительной оценки штаммов-деструкторов в модельных почвенных системах перед использованием их в системах биоремедиации, включающая использование экспресс методики определения концентраций ПАУ в почве и математического моделирования процесса биодеградации этих соединений.

5. Сравнение кинетических параметров роста микроорганизмов и потребления ими субстратов показало, что самым эффективным штаммом-деструктором нафталина является Р. putida BS3701, а фенантрена - Burkholderia sp. BS3702, которые предлагается использовать в системах биоремедиации почв, загрязненных ПАУ и нефтепродуктами.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Пунтус, Ирина Филипповна, 2000 год

1. Борисоглебская А.Н., Воронин А.М. 1983. Популяционные изменения штамма Pseudomonas putida BSA202, содержащего плазмиду NPL-1, по способности к катаболизму нафталина. Микробиология, 52: с.301.

2. Воронин А. М. 1987. Плазмиды резистентности и биодеградации бактерий рода Pseudomonas. Диссертация докт. биол. наук. М. 500 с.

3. Воронин А.М., Борисоглебская А. Н., Старовойтов И.И. 1977а. Мутанты плазмиды NPL-1, контралирующей окисление нафталина. Докл. АН СССР, 235: 494.

4. Воронин А.М., Кочетков В.В. Старовойтов И. И., Скрябин Г.К. 19776. Плазмиды pBS2 и pBS3, контролирующие окисление нафталина у бактерий рода Pseudomonas. Докл. АН СССР, 237: 1205.

5. Воронин А.М., Скрябин Г.К, Кочетков В.В. Старовойтов И. И, Еремин A.A., Перебитюк А.Н. 1980. pBS4- новая плазмида биодеградации нафталина. Докл. АН СССР, 250: 212.

6. Воронин А.М., Филонов А.Е., Балакшина В.В., Кулакова А.Н. 1985. Стабильность плазмид био деградации нафталина NPL-1 и NPL-41 в популяциях Pseudomonas putida в условиях непрерывного культивирования. Микробиология. 4: 610-615.

7. Воронин А.М., Цой Т.В. 1990. Генетика деградации у псевдомонад и других грамотрицательных бактерий. Генетика промышленных микроорганизмов и биотехнология. М. :Наука, с. 123-128.

8. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. 1961. Методы определения физических свойств почв. М: Высшая школа, с. 345

9. Ю.Варфоломеев С.Д., Калюжный С.В. 1990. Биотехнология. Кинетические основы микробиологических процессов. М. :Высшая школа, с.295.

10. П.Доналдсон Н. 1963. Химия и технология соединений нафталинового ряда. М.: Наука, с.655.

11. Коренман И.М. 1970. Фотометрический анализ. М.: Химия, с. 375.

12. Кочетков В.В., Старовойтов И.И., Воронин А.М., Скрябин Г.К. 1985. Плазмида pBS241 Pseudomonas putida, контролирующая деградацию бифенила. Докл. АН СССР, 226: 241.

13. Кошелева И.А. 1989. Молекулярно-генетическая организация илазмид биодеградации нафталина. Диссертация канд. биол. наук. М. 182 с.

14. Кошелева И.А., Цой Т.В., Ивашина Т.В., Селифонов С.А. Старовойтов И.И., Воронин A.M. 1988. Мутации плазмиды pBS286, блокирующие первичные этапы окисления нафталина, индуцированные Тп5. Генетика, 24:396.

15. Кошелева И.А. Цой Т.В., Кулакова А.Н., Воронин A.M. 1986. Сравнительный анализ организации плазмиды NPL-1, контролирующей окисление нафталина клетками Pseudomonas putida и ее производных. Генетика, 22:2383.

16. Малашенко Ю.Р.Мучник Ф.В., Романовская В.А., Садовников Ю.С. 1980. Математические модели и ЭВМ в микробиологической практике. Киев: Наукова думка. 195 с.

17. Миллер Дж. 1976. Эксперименты в молекулярной генетике. М. :Мир. С.392-398.

18. Перт С.Дж. 1978. Основы культивирования микроорганизмов и клеток. М.: Мир. 331 с.

19. Скрябин Г.К, Старовойтов И.И. 1975. Альтернативный путь катаболизма нафталина Pseudomonas fluorescens. Докл. АН СССР, 221: 493.

20. Старовойтов И. И, Воронин A.M., Скрябин Г.К. 1976. Сравнительное изучение путей катаболизма нафталина у двух штаммов Pseudomonas putida .Докл. АН СССР. 228:228.

21. Цой Т.В., Кошелева И.А., Воронин A.M. 1986. Nah-гены Pseudomonas putida. Молекулярно-генетический анализ плазмиды pBS286. Генетика, 22: 2702.

22. Ashok, В.T., Saxena, S., Singh, К.Р. and Musarrat, J. 1995. Biodégradation of polycyclic aromatic hydrocarbons in soil around Mathura oil refinery, India. World Journal of Microbiology and Biotechnology. 11: 691-692.

23. Atlas, R. M. 1981. Microbial degradation of petroleum hydrocarbons: an environmental perspective. Microbiol. Rev. 45:180-209.

24. Atlas, R. M. And Busdosh, M. 1976. Microbial degradation of petroleum in the Arctic, p.79-86. In J.M. Sharpley and A.M. Kaplan (ed.), Proceeding of the 3rd International Biodégradation Symposium. Applied Science Publishers Ltd., London.

25. Atlas, R. M., and Bartha, R. 1972. Degradation and mineralization of petroleum in seawater: limitation by nitrogen and phosphorus. Biotechnol. Bioeng. 14:309-317.

26. Atlas, R. M., and Bartha, R. 1973. Stimulated biodégradation of oil slicks using oleophilic fertilizers. Environ. Sci. Technol. 7: 538-541.

27. Bailey, N.J.L., Jobson, A.M. and Rogers, M.A. 1973. Bacterial degradation of crude oil: comparison of field and experimental data. Chem. Geol. 11: 203-221.

28. Balashova, N.V., Kosheleva, I. A., Golovchenko, N.P., Boronin, A.M. 1999. Phenanthrene metabolism by Pseudomonas and Burkholderia strains. Process Biochemistry. 35:291-296.

29. Banerjee, D.K., Fedorak, P.M., Hashimoto, A., Masliyah, J.H., Pickard, M.A. and Gray, M R. 1995. Monitoring the biological treatment of anthracene-contaminated soil. Appl. Microbiol. Biotechnol. 43:521-528.

30. Barbas, J.T., Sigman, M.E. and Dabestani, R. 1996. Photochemical oxidation of phenanthrene sorbed on silica-gel. Environ. Sci. and Technol. 30: 1776-1780.

31. Bark ay, T., Navon-Veneria, S., Ron, E.Z. and Rosenberg, E. 1999. Enhancement of solubilisation and biodégradation of polyaromatic hydrocarbons by the bioemulsifier alasan. Appl. environ. Microbiol. 65:2697-2702.

32. Barnsley, E.A. 1983. Bacterial oxidation of naphthalene and phenanthrene. J. Bacteriol. 153: 1069-1071.

33. Bauer, J.E. and Capone, D.G. 1985. Degradation and mineralization of the polycyclic aromatic hydrocarbons anthracene and naphthalene in intertidal marine sediments. Appl. Environ. Microbiol. 50:81-90.

34. Bej, A.K., Perlin, M. and Atlas, R. M. 1991. Effect of genetically engineered microorganisms on soil microbial community diversity. FEMS Microboil. Ecol. 86: 169176.

35. Bergstein, P.E. and Vestal, J.R. 1978. Crude oil biodégradation in Arctic tundra ponds. Arctic. 31:158-169.

36. Bertrand, J.-C., Bonin, P., Goutx, M., Gauthier, M. And Mille, G. 1994. The potential application of biosurfactants in combatting hydrocarbon pollution in marine environments. Bioremediation: Scientific and Technological Issues. 53-56.

37. Birnboim, H.C. and Doly, J.A. 1979. A rapid alkaline extraction procedure for screening recombinant plasmids DNA. Nucl. Acid. Res. 7: 1513.

38. Boldrin, B., Tiehm, A. and Fritzsche, C. 1993. Degradation of phenanthrene, fluorenee, fluoranthene and pyrene by a Mycobacterium sp. Appl. Environ. Microbiol. 59: 19271930.

39. Boronin, A.M. 1992. Diversity of Pseudomonas plasmids: To what extent? FEMS Microbiology Letters. 100:461-468.

40. Bossert, I. and Bartha, R. 1984. The fate of petroleum in soil ecosystems. In R.M. Atlas (ed.), Petroleum microbiology. Macmillan Publishing Co., New York, p. 434-476.

41. Bossert, I., Kachel, W.M. and Bartha, R. 1984. Fate of hydrocarbons during oily sludge disposal in soil. Appl. Environ. Microbiol. 47: 763-767.

42. Carhart, G. and Hegeman, G. 1975. Improved method of selection for mutants of Pseudomonasputida. Appl. Microbiol. 30:1046.

43. Cerniglia C.E., Sutherland J.B., Crow S.A. 1992. Fungal metabolism og aromatic hydrocarbons. IN Winkelmann G (ed): Microbial gedradation of narural products. Weinheim, Germany: VCH Verlagsgesellschft, p.226-232.

44. Cerniglia, C.E., Freeman, J.P. and Evans, F.E. 1984. Evidence for an arene oxide-NIH shift pathway in the transformation of naphthalene to 1-naphthol in Bacillus cereus. Arch. Microbiol. 138: 283-286.

45. Colla, A., Fiecchi, A. and Treccani, V. 1959. Recerche sul metabolismo ossidativo microbico dell anthracene e del fenantrene. Ann. Microbiol. 9: 87-91.

46. Connors, M.A. and Barnsley, E.A. 1982. Naphthalene plasmid in Pseudomonas. 149:1096.

47. Cooney, J.J. 1984. The fate of petroleum in soil ecosystems, p. 399-434. In R.M. Atlas (eds), Petroleum microbiology. Macmillan Publishing Co., New York.

48. Cooney, J.J., Silver, S.A., and Beck, E. A. 1985. Factors influencing hydrocarbon degradation in three freshwater lakes. Microb. Ecol. 11:127-137.

49. Coover, M.P., Sims, R.C. 1987. The effect of temperature on polycyclic aromatic hydrocarbons persistence in an unaclimated soil. Hazard. Waste. Mater. 4: 69-82

50. Dagley S., Evans W.C., Ribbone D.W. 1960. New pathwaysin the oxidative metabolizm of aromatic compounds by microorganisms. Nature. 188: 560.

51. Davies, J.I. and Evans, W.C. 1964. Oxidative metabolism of naphthalene by soil Pseudomonas: The ring-fission mechanism. Biochem. J.91: 251-261.

52. Demone, S.A., Stanley, D.C., Olson, E.S., Young, K.D. 1993. Metabolism of dibenzothiophene and naphthalene in Pseudomonas strains. I. Bacteriol. 175: 6890-6901.

53. Dibble, J.T. and Bartha, R. 1976. Effect of iron on the biodégradation of petroleum in seawater. Appl. Environ. Microbiol.31:544-550.

54. Dibble, J.T. and Bartha, R. 1979. Effect of environmental parameters on the biodégradation of oil sludge. Appl. Environ. Microbiol. 37:729-739.

55. Dua, R.D. and Meera, S. 1981. Purification and characterization of naphthalene oxygenase from Corynebacterium renale. Eur. J. Biochem. 120:461-465.

56. Dunn N.W., Dunn H.W., Austen R.A. 1980. Evidence for the existence of two catabolic plasmids coding for the degradation of haphthalene. J. Gen. Microbiol. 117:529.

57. Dunn, N.W. and Gunsalus, I.C. 1973. Transmissible plasmid coding early enzymes of naphthalene oxidation in Pseudomonas putida. J. Bacteriol. 114:974-979.

58. Eckhardt, T. 1978. A rapid method for the identification of plasmid desoxyribonucleic acid in bacteria. Plasmid. 1:584.

59. Evans, C.G.T., Herbert, D., Tempest, D.B. 1970. The continiuous cultivation of microorganisms. 2. Construction of a Chemostat. Methods in Microbiology. 2: 277-327.

60. Evans, W.C., Fernley, H.N. and Griffiths, E. 1965. Oxidative metabolism of phenanthrene and anthracene by soil pseudomonads; the ring fission mechanism. Biochem. J. 95:819-821.

61. Floodgate, G. 1984. The fate of petroleum in marine ecosystems, p. 355-398. In R.M. Atlas (ed.), Petroleum microbiology. Macmillan Publishing Co., New York.

62. Foght, J.M. and Westlake, D.W.S. 1988. Degradation of polycyclic aromatic hydrocarbons and aromatic heterocycles by a Pseudomonads species. Can. J. Microbiol. 34: 1135 1141.

63. Foght, M.J. and Westlake, D.W.S. 1996. Transposon and spontaneous deletion mutants of plasmid-born genes encoding polycyclic aromatic hydrocarbon degradation by a strain of Pseudomonas fluorescens. Biodégradation. 1996. 7.: 353-366.

64. Fry J.D. and Day M.L. 1990. Bacterial Genetics in Natural Environments. (Eds.) Chapman and Hall, London.

65. Garcia-Valdes, E, Cozar, E., Rotger, R., Latucat, J. and Ursing, J. 1988. New naphthalene-degrading marine Pseudomonas strains. Appl. Environ. Microbiol. 54: 24782485.

66. Ghosh, D.K. and Mishra, A.K. 1983. Oxidation of phenannthrene by a strain of Micrococcus: evidence of protocatechuate pathway. Curr. Microbiol. 9: 219-224.

67. Goyal, A.K. and Zylstra, G.J. 1996. Molecular Cloning of Novel Genes for Polycyclic Aromatic Hydrocarbon Degradation from Comamonas testosteroni GZ39. Appl. Envir. Microbiol. 1: 230-236.

68. Gregersen, T. 1978. Rapid method for distinction of Gram-negative from Gram-positive bacteria. Eur. J. Appl. Microbiol, and Biotechnol. 5:123.

69. Griffol, M., Casellas, M., Bayona, J.M. and Solanas, A.M. 1992. Isolation and characterisation of a fluerene-degrading bacterium. Appl. Environ. Microbiol. 58: 29102917.

70. Grand, E., Denecke, B. and Eichenlaub, R. 1992. Naphthalene degradation via salicylate and gentisate by Rhodococcus sp. strain B4. Appl. Environ. Microbiol. 58: 1874-1877.

71. Guerin, W.F. and Jones G.E. 1988. Mineralization of phenanthrene by a. Mycobacterium sp. Appl. Environ. Microbiol 54: 937-944.

72. Guerin, W.F. and Jones G.E. 1989. Estuarine ecology of phenanthrene-degrading bacteria. Estuarine coastal Shelf Sci. 29: 115-130.

73. Guerin, W.F. and Jones, G.E. 1988. Two-stage mineralization of phenanthrene by estuarine enrichment cultures. Appl. Environ. Microbiol. 54: 929-936.

74. Hambrick, G.A., DeLaune, R.D. and Patrick, W.H. 1980. Effect of estuarine sediment pH and oxidation-reduction potential on microbial hydrocarbon degradation. Appl. Environ. Microbiol. 40: 365-369.

75. Heitkamp, M.A. and Cerniglia, C.E. 1988. Mineralization of polycyclic aromatic hydrocarbons by a bacterium isolated from sediment below an oil field. Appl. Environ. Microbiol. 54: 1612-1614.

76. Heitkamp, M.A., Franklin, W., Cerniglia, C.E. 1988. Microbial metabolism of PAH: isolation and characterization of pyrene-degrading bacterium. Appl.Environ. Microbiol. 54: 929-936.

77. Hinchee R.E., Anderson D.B., Metting F.B., Sayles J.G.D. (Eds.). 1994. Applied Biotechnology for Site Remediation.Lewis Publishers. Boca Raton, Ann Arbor, London, Tokyo.

78. Horowitz, A. And Atlas, R.M. 1977. Continuous open flow-through system as a model for oil degradation in the Arctic Ocean. Appl. Environ. Microbiol. 33: 647-653.

79. James F., Roos M. 1975. MINUIT a system for function minimization and analysis of the parameters errors and correlation. Comp. Phys. Commun. 10:343-367.

80. Jamison, V.M., Raymond, R.L. and Hudson, Jr. 1975. Biodégradation of high-octane gasoline in groundwater. Dev. Ind. Microbiol. 16: 305-312.

81. Jeffrey, A.M., Yeh, H.J.C., Jerina, D.M., Patel, R.T., Davey, J.F. and Cibson, D.T. 1975. Initial reactions in the oxidation of naphthalene by Pseudomonas putida. Biochemistry. 14: 575-584.

82. Jerina, D.M., Sclander, H., Yagi, H., Wells, M.C., Davey, J.F., Mahadevan, V. and Gibson, D.T. 1976. Dihydrodiols from anthracene and phenanthrene. J. Am.Chem.Soc. 98: 5988-5996.

83. Jones, S.H. and Alexander, M. 1988. Phosphorus enhancement of mineralization of low concentrations of p-nitrophenol by Flavobacterium sp. in lake water. FEMS Microbiol. Lett. 52: 121-126.

84. Kastner, M., Breuer-Jammali M. And Mahro, B. 1994. Enumeration and characterization of the soil microflora from hydrocarbon-contaminated soil sites able to mineralize polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH). Appl. Mocrobiol. Biotechnol. 41: 267-273.

85. Keck, J., Sims, R.C., Coover, M., Park, K, Symons, B. 1989. Evidence for cooxidation of polynuclear aromatic hydrocarbons in soil. Water Res. 23: 1467-1476.

86. Kelley, I., Freeman, J.P. and Cerniglia, C.E. 1991. Identification of metabolites from the degradation of naphthalene by a Mycobacterium sp. Biodégradation. 1: 283-290.

87. Kerr, R.P. and Capone, D.G. 1988. The effect of salinity on the microbial mineralization of two polycyclic aromatic hydrocarbons in estuarine sediments. Mar. Environ. Res. 26:181-198.

88. Keuth, S. and Rehm, H.J. 1991. Biodégradation of phenanthrene by Arthrobacter polychromogenes isolated from a contaminated soil. Appl. Microbiol. Biotechnol. 34: 804-808.

89. Kiyohara, H and Nagao, K. 1978. The Catabolism of Phenantrene and Naphthalene by Bacteria . J. Gen. Microbiol. V.105. P.69-75

90. Kiyohara, H., Nagao, K. and Nomi R. 1976. Degradation of phenanthrene through 0-pthalate by an Aeromonas sp. Agric. Biol. Chem. 40: 1075-1082.

91. Kiyohara, H., Nagao, K., Kouno K. and Yano, K. 1982. Phenanthrene degrading phenotype of Alcaligenes faecalis AFK2. Appl. Environ. Microbiol. 43: 458-461.

92. Kiyohara, H., Nagao, K., Yana, K. 1982. Rapid screen for bacteria degrading water-insoluble, solid hydrocarbons on agar plates. Appl. Envir. Microbiol. 2: 454-457.

93. Kiyohara, H., Takizawa, N., Date, H., Torigoe, S. and Yano, K. 1990. Characterization of a phenanthrene degradation plasmid from Alcaligenes faecalis AFK2. Ferment. Bioeng. 69: 54-56.

94. Krieg, N.R., Holf, Y.G. (eds) 1984. Bergey,s Manual of Sistematic Bacteriology. Baltimore; London: Williams and Wilkins, 1: 154.

95. Kuhm, A.E., Stolz, A. and Knackmuss, H.J. 1991. Metabolism of naphthalene by the biphenyl-degrading bacterium Pseudomaspaucimobilis Ql. Biodégradation. 2: 115-120.

96. Laurie, A.D., Lloyd-Jones, G. 1999. The phn genes of Burkholderia sp. Strain RP007 constitute a divergent gene cluster for polycyclic aromatic hydrocarbon catabolism. J. Bacteriol. 2: 531-540.

97. Leahy, J.G. and Colwell, R.R. 1990. Microbial degradation of hydrocarbons in the environment. Microb. Reviews. 54: 305-315.

98. Lee, R. F. and Silva, M. 1994. Polycyclic aromatic hydrocarbon removal rates in oiled sediments treated with urea, ureaifish protein, or ammonium nitrate, pp. 320-326. In:

99. Applied Biotechnology for Site Remediation. (Eds.) R.E. Hinchee, D.B. Anderson, F.B. Metting, J.G.D. Sayles. Lewis Publishers. Boca Raton, Ann Arbor, London, Tokyo.

100. Lehrbach P.R.,McGregor J., Ward J.M., Broda P. 1983. Molecular relationships between Pseudomonas IncP-9 degradative plasmid TOL, NAH and SAL. Plasmid. 10:164.

101. Lehtomaki, M. and Niemela, S. 1975. Improving microbial degradation of oil in soil. AMBIO 4:126-129.

102. Levy S.B. and Miller R.D. (eds) 1989. Gene Transfer in the Environments. Mc Graw-Hill, New York.

103. Lewis, D.L., Kollig, H.P. and Hodson, R.E. 1986. Nutrient limitation and adaptation of microbial populations to chemical transformations. Appl. Environ. Microbiol. 51: 598603.

104. Madsen, E. L., Billota-Best, S.E. and Ghiorse, W.C. 1995. Development of a rapid 14C-based field method for assessing potential biodégradation of organic compounds in soil and sediment samples. J. of Microbial. Methods. 21: 317-327.

105. Maniatis, T., Fritsch, E.F. and Sambrook, J. 1982. Molecular Cloning. A Laboratory Manual. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY. P. 480.

106. Manilal, V.B. and Alexander, M. 1991. Factors affecting the microbial degradation of phenanthrene in soil. Appl. Microbiol. Biotechnol. 35: 401-405.

107. Maue, G., Dott, W. and Kampfer, P. 1994. Detection of PAH degrading bacterial isolates using a rapid fluorometric method. J. Of Microbial. Method. 19: 189-196.

108. Menn, F.M., Applegate, B.M. and Sayler, G.S. 1993. NAH plasmid-mediated catabolism of anthracene and phenanthrene to naphthoic acids. Appl. Environ. Microbiol. 59: 2415-2423.

109. Mihelcic, J.R. and Luthy, R.G. 1988. Microbial degradation of acenaphthene and naphthalene under denitrification conditions in soil-water systems. Appl. Environ. Microbiol. 54: 1188-1198.

110. Moller, J., Ingvorsen, H. 1993. Biodégradation of phenanthrene in soil microcosms stimulated by an introduced Alcaligenes. sp. FEMS Microbiol. Ecology. 102: 271-278.

111. Monod J., 1942. The growth of bacterial cultures. Ann. Rev. of Microbial. Ill: 371394.

112. Monticello D.J., Bakker D., Schell M, Finnerty W.R. 1985. Plasmid-borne Tn5 insertion mutation resulting in accumulation of gentisate from salicylate. Env. Microbiol. 49: 761.

113. Park, K.S., Sims, R.C. Dupont, R.R„ Doucette, W.J. and Matthews, J.E. 1990. Fate of PAH compounds in two soil types: Influence of volatilization, abiotic loss and biological activity. Environ. Toxicol. Chem. 9:187-195.

114. Perry, R.H., Chilton, C.H., Kirkpatrick, S.D. (eds). 1963. Chemical engineers handbook. McGraw-Hill, New York.

115. Pirt, S.J. 1975. Principles of microbe and cell cultivation. Blackwell Scientific Publication. Oxford., p.274.

116. Rheinwald, J., Chakrabarty, A.M. and Gunsalus, I.C. 1973. A transmissible plasmid controlling camphor oxidation in Pseudomonas putida. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 70:885.

117. Ryu, B.H., Oh, Y.K. and Bin, J.H. 1989. Biodégradation of naphtalene by Acinetobacter calcoaceticus R-88. Kor. Agric.Chem. Soc.32: 315-320.

118. Sanseverino, J., Applegate, B.M., Henry King, J.M. and Saler, G.S. 1993. Plasmid-Mediated Mineralization of Naphthalene, Penanthrene, and Anthracene. Appl. Environ. Microbiol. 6: 1931-1937.

119. Savino, A and Lollini, M.N. 1977. Identification of some fermentation products of phenanthrene in microorganisms of the genus Arthrobacter. Boll. Soc. Ital. Biol. Sper. 53: 916-921.

120. Schell M.A. 1985. Transcriptional control of the nah and sal hydrocarbon-degrative opérons by the nahR gene product. Gene. 36: 301.

121. Shiaris, M. P. 1989. Seasonal biotransformation of naphthalene, phenanthrene and benzoa.pyrene in surficial estuarine sediments. Appl. Environ.Microbiol. 55: 1391-1399.

122. Shuttle worth, K.L. and Cerniglia, C.E. 1996. Bacterial Degradation of Low Concentration of Phenanthtrene and Inhibition by Naphthalene. Microb. Ecol. 31: 305317.

123. Sims, J.L., Sims, R.C. and Matthews, J.E. 1990. Aproach to bioremediation of contaminated soil. Hazard. Waste Hazard. Mater. 7:117-149.

124. Stewart-Tull, D.E.S. and Sussman, M. (eds). 1995. The Release of Genetically Modified Microorganisms REGEM2, Plenum, New York.

125. Stolp, H. and Gadkari, D. 1981. Nonpathogenic members of the genus Pseudomonas. In: Prokaryotes. Berlin. 1:719.

126. Stotzky, G.and Babich, H. 1986. Survival of, and genetic transfer by genetically engineered bacteria in natural environments. Adv.Appl. Microbiol. 31: 73-743.

127. Strandberg, G.W., Abraham, T.J. and Frazier, G.C. 1986. Phenanthrene degradation by Beijerinckia sp. B8/36. Biotechnol. Bioeng. 28: 142-145.

128. Stucki, G and Alexander, M. 1987. Role of dissolution rate and solubility in biodégradation of aromatic compounds. Appl. Environ. Microbiol. 53: 292-297.

129. Tagger, S., Bianchi, A., Julliard, M., Le Petit, J. and Roux, B. 1983. Effect of microbial seeding of crude oil in seawater in a model system. Mar. Biol. 78: 13-20.

130. Tempest, D.W. 1970. The continuous cultivation of microorganisms. 1. Theory of a chemostat. Methods Microbiol. 2: 259-276.

131. Treccani, V., Walker, N. and Wiltshire, G.H. 1954. The metabolism of naphtalene by soil bacteria. J. Gen. Microbiol. 11: 341-348.

132. Trevors, J.T., Barkar, T. and Bourquin, A.W. 1988. Gene transfer among bacteria in soil and aquatic environments. Areviw. Can. J. Microbiol. 42: 717-743.

133. Trower M. K., Sariaslani F.S., KitsonF.G. 1988. Xenobiotic oxidation by cytochrome P-450 enriched extracts of Streptomyces griseus. Biochem. Biophys. Res. Commun. 157: 1417-1422.

134. Van Elsas, J.D., Govaret, J.M. and van Veen, J.A. 1987. Transfer of plasmid pFT30 between bacilli in soil as influenced by bacterial population dynamics and soil conditions. Soil. Biol. Biochem. 19: 639-647.

135. Van Elsas, J.D., Trevors, J.T., Starodub, M.E. and van Overbek, L.S. 1990. Transfer of plasmid RP4 between Pseudomonads after introduction into soil. FEMS Microbiol. Ecol. 73:1-13.

136. Volkering, F,. Breure, A.M., Sterkenburg, A. and van Andel, J.G. 1992. Microbial degradation of polycyclic aromatic hydrocarbons: effect of substrate availability on bacterial growth kinetics. Appl. Microbiol. Biotechnol. 36: 548-552.

137. Volkering, F., Breure, A.M. and van Andel, J.G. 1993. Effect of microorganisms on the bioavailability and biodégradation of crystalline naphthalene. Appl. Microbiol. Biotechnol. 40: 535-540.

138. Yon Vedel, R.J., Mosquera, J.F., Goldsmith, G.R. and Wiegand, J.W. 1988. Bacterial biodégradation of petroleum hydrocarbons in groundwater: in situ augmented bioreclamation with enrichment isolates in California. Water Sci. Technol. 20: 501-503.

139. Walker, J.D. and Colwell, R.R. 1974. Microbial degradation of model petroleum at low temperatures. Microb. Ecol. 1:63-95.

140. Walter, U., Beyer, M., Klein, J. and Rehm, H.J. 1991. Degradation of pyrene by Rhodococcus sp. UW1. Appl. Microbiol. Biotechnol. 34: 671-676.

141. Wang, X., Yu, Y., Bartha, R. 1990. Effectof bioremediation on polycyclic aromatic hydrocarbon resudues in soil. Environ. Sci. Technol. 24: 1086-1089.

142. Ward, D.M. and Brock, T.D. 1978. Anaerobic metabolism of hexadecane in marine sediments. Geomicrobiol. J. 1:1-9.

143. Weissenfels , W.D., Beyer, M. and Klein, J. 1990. Degradation of phenanthrene, fluorene and fluoranthene by pure bacterial cultures. Appl. Microbiol. Biotechnol. 32: 479-484.

144. Weissenfels, W.D., Beyer, M. and Klein, J. 1991. Isolation and identification of ring fission products. Appl. Microbiol. Biotechnol. 34: 528-535.

145. Wellington, E.M.H., Cresswell, N. And Sauders V. A. 1990. Growth and survival of Streptomycete noculans and extent of plasmid transfer in sterile and nonsterile soil. Appl. Environ. Microbiol. 56: 1413-1419.

146. Yang, Y., Chen, R.F. and Shiaris, M.P. 1994. Metabolism of Naphthalene, Fluorene, and Phenantrene: Preliminary Characterization of a Cloned Gene Cluster from Pseudomonasputida NCIB 9816. J.Bacteriol. 176; 8: 2158-2164.

147. Yen, K.M. and Serdar, C.M. 1988. Genetic of naphthalene catabolism in pseudomonads. CRC Crit. Rev. Microbiol. 15:247-268.

148. Yen, K.M., Gunsalus, I.C. 1982. Plasmid gene organization: naphthalene/salicylate oxidation. Proc. Natl. Acad. Sei. USA, 79:874.

149. Zylstra, G.J., Kim, E., Goyal, A. K. 1997. Comparative molecular analysis of genes for poly cyclic aronatic hydrocarbon degradation. In: Genetic Engineering. Selton, J.K. (eds). Plenum Press. New York. 257-269.

150. Zylstra, G.J., Wang, X. P., Kim, E. and Didolcar, V.A. 1994. Cloning and Analysis of the genes for Polycyclic Aromatic Hydrocarbon Degradation. In: Recombinant DNA Technology II. Annals of the New York Academy of Sciences. 721: 386-398

151. Автор выражает благодарность научному руководителю чл.-корр., д.б.н. A.M. Воронину за предоставление возможности выполнения диссертационной работы и обсуждение результатов.