Adaptation the Mechanisms of the Rhodococcus sp. SMB37 Strain to the Physicochemical Characteristics of the Ecotopes of the Verkhnekamskoye Salt Deposit
DOI:
https://doi.org/10.17072/psu.geol.25.2.144Keywords:
salinity, low temperature, ectoine, hydroxyectoine, RhodococcusAbstract
The temperature range of the Rhodococcus sp. SMB37 strain was studied. It was shown that the strain grew from 0 to 35oC, showing an optimum at 25oC. The accumulation of osmolytes by the strain cells was studied at low temperature (5oC) both without salinity and in the presence of salt at a concentration of 5%. Using high-performance liquid chromatography, it was shown that under low temperature this strain accumulated ectoine in an amount of 0.19 μmol/mg DW, the content of hydroxyectoine was quite low and was 0.003 μmol/mg DW. The combined effect of low temperature and high salinity (5 % NaCl) led to a significant increase in the intracellular concentration of hydroxyectoine to 0.1 μmol/mg DW. In addition, the ectoine content increased to 0.32 μmol/mg DW. A fragment of the ect-operon, which includes the gene encoding diaminobutyrate aminotransferase, was amplified on the DNA template of the studied strain. The sequence of amino acid in the diaminobutyrate aminotransferase had the highest level of similarity, 99 %, to that of the species Rhodococcus artemisiae.
References
Ананьина Л. Н., Шестакова Е. А., Плотникова Е. Г. Детекция генов, кодирующих ферменты биосинтеза эктоина, у актинобактерий, выделенных из почвы района разработки Верхнекамского соленосного бассейна // Вестник Пермского университета. Серия Биология. 2018. Вып. 3. С. 264–270.
Ананьина Л. Н., Горбунов А. А., Алеев В. С., Ястребова О. В. Адаптация психротрофных бактерий, выделенных из почвы северного района Пермского края, к росту при низкой температуре // Микробиология. 2025. Т. 94, № 3. С. 275– 284. DOI: 10.31857/S0026365625030051 EDN:JNAUZP
Бабошко А. О., Бачурин Б. А. Тяжелые металлы в отходах калийной промышленности // Горный информационно- аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2009. № 5. С. 369–376. EDN: LHPZQZ
Горбунова К. А., Максимович Н. Г., Андрейчук В. Н. Техногенное воздействие на геологическую среду Пермской области. Пермь, 1990. 44 с. EDN: VNAAEB
Комарова Т. И., Коронелли Т. В., Тимохина Е. А. Роль низкомолекулярных азотистых соединений в осмотолерантности бактерий родов Rhodococcus и Arthrobacter // Микробиология.2002. Т. 71, № 2. С. 166–170. EDN: MPNOAP
Комарова Т. И., Поршнева О. В., Коронелли Т. В. Образование трегалозы клетками R- и S-вариантов Rhodococcus erythropolis // Микробиология. 1998. Т. 67, № 3. С. 428–431. EDN: MPBRJZ
Плотникова Е. Г., Ананьина Л. Н., Краузова В. И., Арискина Е. В., Присяжная Н. В., Лебедев А. Т., Демаков В. А., Евтушенко Л. И . Thalassospira permensis sp. nov., a novel halotolerant bacterium isolated from a naphthalene-utilizing microbial consortium // Микробиология. 2011. № 5. С. 691–699. EDN: OFAEFV
Alvarez H. M., Silva R. A., Cesari A. C., Zamit A. L., Peressutti S. R., Reichelt R., Keller U., Malkus U., Rasch C., Maskow T., Mayer F., Steinbchel A. Physiological and morphological responses of the soil bacterium Rhodococcus opacus strain PD630 to water stress // FEMS Microbiology Ecology. 2004. Vol. 50. P. 75–86.
Anan’ina L. N., Yastrebova O. V., Demakov V. A., Plotnikova E. G. Naphthalenedegrading bacteria of the genus Rhodococcus from the Verkhnekamsk salt mining region of Russia // Antonie van Leeuwenhoek. 2011. Vol. 100. P. 309–316. DOI: 10.1007/s10482-011-9580-3 EDN: OHZMXD
Anan'ina L. N., Kosheleva I. А., Plotnikova E. G. Bacterial consortium as a model for studying the response of the microbial community of the Verkhnekamsk salt mining region to combined pollution // Theoretical and Applied Ecology. 2022. № 2. С. 116–123. DOI: 10.25750/1995-4301-2022-2-116-123 EDN: PPKJHK
Bell K. S., Philp J. C., Aw D. W., Christofi N. The genus Rhodococcus // Journal of Applied Microbiology. 1998. Vol. 85, No. 2. P. 195–210. DOI: 10.1046/j.1365-2672.1998.00525.x EDN:LNEXSF
Bernard T., Jebbar M., Rassouli Y., Himidi Kabbab S., Hamelin J., Blanco C. Ectoine accumulation and osmotic regulation in Brevibacterium linens // The Journal of General Microbiology. 1993. Vol. 139. P. 129–136.
Cappelletti M., Fedi S., Zampolli J., Di Canito A., D'Ursi P., Orro A., Viti C., Milanesi L., Zannoni D., Di Gennaro P. Phenotype microarray analysis may unravel genetic determinants of the stress response by Rhodococcus aetherivorans BCP1 and Rhodococcus opacus R7 // Research in Microbiology. 2016. Vol. 167. P. 766–773. DOI: 10.1016/j.resmic.2016.06.008 EDN:YWIRNF
Chattopadhyay M. K., Raghu G., Sharma Y. V. R. K., Biju A. R., Rajasekharan M. V., Shivaji S. Increase in oxidative stress at low temperature in an Antarctic bacterium // Curr. Microbiol. 2011. Vol. 62. P. 544–546. DOI: 10.1007/s00284-010-9742-y EDN:OLGWPL
Claverías F. P., González A. U. M., Seeger M.BS. Culturable diversity and antimicrobial activity of Actinobacteria from marine sediments in Valparaísobay, Chile // Frontiers in microbiology. 2015. Vol. 6, No. 737. DOI: 10.3389/fmicb.2015.00737 EDN: UQPCLZ
García-Estepa R., Argandoña M., ReinaBueno M., Capote N., Iglesias-Guerra F., Nieto J. J., Vargas C. The ectD gene, which is involved in the synthesis of the compatible solute hydroxyectoine, is essential for thermoprotection of the halophilic bacterium Chromohalobacter salexigens // Journal of Bacteriology. 2006. Vol. 188. P. 3774–3784. DOI: 10.1128/JB.00136-06 EDN: MMCPZD
Uysal A., Yildiztugay E., Gunes E., Aladag M. O. Combating of Escherichia coli strains against salinity by the antioxidant defense system and osmoregulation: biochemical and physiological approaches // J. microb. Biotech. food sci. 2022. Vol. 12. P. e5163. DOI: 10.55251/jmbfs.5163 EDN: NAVVSA
