Non-Pigmented Antarctic Yeasts and Their Resistance to Toxic Metals
Despite the key role in biogeochemical processes and in the functioning of terrestrial ecosystems, yeasts of Antarctic regions still remain insufficiently studied. The study and analysis of the composition of Antarctic microbial communities remains relevant and is carried out using molecular biologi...
Gespeichert in:
| Datum: | 2024 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , , , , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | English |
| Veröffentlicht: |
PH "Akademperiodyka" of the NAS of Ukraine
2024
|
| Online Zugang: | https://ojs.microbiolj.org.ua/index.php/mj/article/view/114 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Microbiological Journal |
Institution
Microbiological Journal| id |
oai:ojs2.ojs.microbiolj.org.ua:article-114 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Microbiological Journal |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2024-04-28T15:29:33Z |
| collection |
OJS |
| language |
English |
| topic_facet |
Antarctica yeast 18S rRNA phylogenetic analysis Leucosporidium scottii Debaryomyces hansenii toxic metals Антарктика дріжджі 18S рРНК філогенетичний аналіз Leucosporidium scottii Debaryomyces hansenii токсичні метали |
| format |
Article |
| author |
Gladka, G.V. Hovorukha, V.M. Havryliuk, О.А. Bida, I.O. Yastremska, L.S. Tashyrev, O.B. Гладка, Г.В. Говоруха, В.М. Гаврилюк, О.А. Біда, І.О. Ястремська, Л.С. Таширев, О.Б. |
| spellingShingle |
Gladka, G.V. Hovorukha, V.M. Havryliuk, О.А. Bida, I.O. Yastremska, L.S. Tashyrev, O.B. Гладка, Г.В. Говоруха, В.М. Гаврилюк, О.А. Біда, І.О. Ястремська, Л.С. Таширев, О.Б. Non-Pigmented Antarctic Yeasts and Their Resistance to Toxic Metals |
| author_facet |
Gladka, G.V. Hovorukha, V.M. Havryliuk, О.А. Bida, I.O. Yastremska, L.S. Tashyrev, O.B. Гладка, Г.В. Говоруха, В.М. Гаврилюк, О.А. Біда, І.О. Ястремська, Л.С. Таширев, О.Б. |
| author_sort |
Gladka, G.V. |
| title |
Non-Pigmented Antarctic Yeasts and Their Resistance to Toxic Metals |
| title_short |
Non-Pigmented Antarctic Yeasts and Their Resistance to Toxic Metals |
| title_full |
Non-Pigmented Antarctic Yeasts and Their Resistance to Toxic Metals |
| title_fullStr |
Non-Pigmented Antarctic Yeasts and Their Resistance to Toxic Metals |
| title_full_unstemmed |
Non-Pigmented Antarctic Yeasts and Their Resistance to Toxic Metals |
| title_sort |
non-pigmented antarctic yeasts and their resistance to toxic metals |
| title_alt |
Непігментовані дріжджі Антарктики та їхня резистентність до токсичних металів |
| description |
Despite the key role in biogeochemical processes and in the functioning of terrestrial ecosystems, yeasts of Antarctic regions still remain insufficiently studied. The study and analysis of the composition of Antarctic microbial communities remains relevant and is carried out using molecular biological approaches. The investigation of their resistance to toxic metal ions is essential to select industrially promising strains that can contribute to the development of new methods of metals detoxification via microorganisms. Aim. To determine the taxonomic position of non-pigmented Antarctic yeasts and investigate their resistance to toxic metal ions. Methods. The objects of the research are yeasts isolated from Antarctic phytocenoses. They were grown on malt wort (pH 5.0–5.5, temperature 18–20 °C). Isolation of genomic DNA was performed via the commercial DNA-sorb kit. Amplification of DNA was carried out using primers NL1 and NL4. Phylogenetic analysis was conducted by construction of trees (dendrograms) showing the position of the studied strains among closely related and typical species. The resistance of yeasts to toxic metal ions was established by cultivation in the concentration gradient of Ni2+, Co2+, CrO42-, and Сu2+. The ecophysiological traits of the isolated yeast strains including psychro- and halotolerance were determined. Results. Phylogenetic analysis showed a high percentage of similarity (99.5–99.6 %) of sequences of 18S rRNA genes of Antarctic yeast strains with the yeast sequences from the GenBank database. Psychrotolerant and halotolerant Antarctic yeast strains S11 and S12 were identified as Leucosporidium scottii and Debaryomyces hansenii, respectively. The studied yeast strains were found to be the most resistant to metal ions Ni2+ and Co2+. Strain of L. scottii S11 grew at 800 mg/L of Co2+, and D. hansenii S12 – at 750 mg/L of Ni2+. The yeasts were the least resistant to CrO42-: the L. scottii S11 and D. hansenii S12 strains grew at concentrations of 25 mg/L and 150 mg/L, respectively. In the presence of Cu2+, they grew at the same concentration – 600 mg/L. The combined action of toxic metal ions resulted in the increased toxic effects on the studied yeasts. Conclusions. The nucleotide sequences of 18S rRNA gene fragment of yeast strains S11 and S12 were included in the GenBank database under the numbers LT220858 and LT220859. Metal-resistant psychrotolerant yeast strains can be used to evaluate the metals content in polar regions as well as to bioremediate metal-contaminated ecosystems. However, further research is needed to develop and optimize bioremediation processes. |
| publisher |
PH "Akademperiodyka" of the NAS of Ukraine |
| publishDate |
2024 |
| url |
https://ojs.microbiolj.org.ua/index.php/mj/article/view/114 |
| work_keys_str_mv |
AT gladkagv nonpigmentedantarcticyeastsandtheirresistancetotoxicmetals AT hovorukhavm nonpigmentedantarcticyeastsandtheirresistancetotoxicmetals AT havryliukoa nonpigmentedantarcticyeastsandtheirresistancetotoxicmetals AT bidaio nonpigmentedantarcticyeastsandtheirresistancetotoxicmetals AT yastremskals nonpigmentedantarcticyeastsandtheirresistancetotoxicmetals AT tashyrevob nonpigmentedantarcticyeastsandtheirresistancetotoxicmetals AT gladkagv nonpigmentedantarcticyeastsandtheirresistancetotoxicmetals AT govoruhavm nonpigmentedantarcticyeastsandtheirresistancetotoxicmetals AT gavrilûkoa nonpigmentedantarcticyeastsandtheirresistancetotoxicmetals AT bídaío nonpigmentedantarcticyeastsandtheirresistancetotoxicmetals AT âstremsʹkals nonpigmentedantarcticyeastsandtheirresistancetotoxicmetals AT taširevob nonpigmentedantarcticyeastsandtheirresistancetotoxicmetals AT gladkagv nepígmentovanídríždžíantarktikitaíhnârezistentnístʹdotoksičnihmetalív AT hovorukhavm nepígmentovanídríždžíantarktikitaíhnârezistentnístʹdotoksičnihmetalív AT havryliukoa nepígmentovanídríždžíantarktikitaíhnârezistentnístʹdotoksičnihmetalív AT bidaio nepígmentovanídríždžíantarktikitaíhnârezistentnístʹdotoksičnihmetalív AT yastremskals nepígmentovanídríždžíantarktikitaíhnârezistentnístʹdotoksičnihmetalív AT tashyrevob nepígmentovanídríždžíantarktikitaíhnârezistentnístʹdotoksičnihmetalív AT gladkagv nepígmentovanídríždžíantarktikitaíhnârezistentnístʹdotoksičnihmetalív AT govoruhavm nepígmentovanídríždžíantarktikitaíhnârezistentnístʹdotoksičnihmetalív AT gavrilûkoa nepígmentovanídríždžíantarktikitaíhnârezistentnístʹdotoksičnihmetalív AT bídaío nepígmentovanídríždžíantarktikitaíhnârezistentnístʹdotoksičnihmetalív AT âstremsʹkals nepígmentovanídríždžíantarktikitaíhnârezistentnístʹdotoksičnihmetalív AT taširevob nepígmentovanídríždžíantarktikitaíhnârezistentnístʹdotoksičnihmetalív |
| first_indexed |
2025-07-17T12:21:01Z |
| last_indexed |
2025-07-17T12:21:01Z |
| _version_ |
1850410586915995648 |
| spelling |
oai:ojs2.ojs.microbiolj.org.ua:article-1142024-04-28T15:29:33Z Non-Pigmented Antarctic Yeasts and Their Resistance to Toxic Metals Непігментовані дріжджі Антарктики та їхня резистентність до токсичних металів Gladka, G.V. Hovorukha, V.M. Havryliuk, О.А. Bida, I.O. Yastremska, L.S. Tashyrev, O.B. Гладка, Г.В. Говоруха, В.М. Гаврилюк, О.А. Біда, І.О. Ястремська, Л.С. Таширев, О.Б. Antarctica yeast 18S rRNA phylogenetic analysis Leucosporidium scottii Debaryomyces hansenii toxic metals Антарктика дріжджі 18S рРНК філогенетичний аналіз Leucosporidium scottii Debaryomyces hansenii токсичні метали Despite the key role in biogeochemical processes and in the functioning of terrestrial ecosystems, yeasts of Antarctic regions still remain insufficiently studied. The study and analysis of the composition of Antarctic microbial communities remains relevant and is carried out using molecular biological approaches. The investigation of their resistance to toxic metal ions is essential to select industrially promising strains that can contribute to the development of new methods of metals detoxification via microorganisms. Aim. To determine the taxonomic position of non-pigmented Antarctic yeasts and investigate their resistance to toxic metal ions. Methods. The objects of the research are yeasts isolated from Antarctic phytocenoses. They were grown on malt wort (pH 5.0–5.5, temperature 18–20 °C). Isolation of genomic DNA was performed via the commercial DNA-sorb kit. Amplification of DNA was carried out using primers NL1 and NL4. Phylogenetic analysis was conducted by construction of trees (dendrograms) showing the position of the studied strains among closely related and typical species. The resistance of yeasts to toxic metal ions was established by cultivation in the concentration gradient of Ni2+, Co2+, CrO42-, and Сu2+. The ecophysiological traits of the isolated yeast strains including psychro- and halotolerance were determined. Results. Phylogenetic analysis showed a high percentage of similarity (99.5–99.6 %) of sequences of 18S rRNA genes of Antarctic yeast strains with the yeast sequences from the GenBank database. Psychrotolerant and halotolerant Antarctic yeast strains S11 and S12 were identified as Leucosporidium scottii and Debaryomyces hansenii, respectively. The studied yeast strains were found to be the most resistant to metal ions Ni2+ and Co2+. Strain of L. scottii S11 grew at 800 mg/L of Co2+, and D. hansenii S12 – at 750 mg/L of Ni2+. The yeasts were the least resistant to CrO42-: the L. scottii S11 and D. hansenii S12 strains grew at concentrations of 25 mg/L and 150 mg/L, respectively. In the presence of Cu2+, they grew at the same concentration – 600 mg/L. The combined action of toxic metal ions resulted in the increased toxic effects on the studied yeasts. Conclusions. The nucleotide sequences of 18S rRNA gene fragment of yeast strains S11 and S12 were included in the GenBank database under the numbers LT220858 and LT220859. Metal-resistant psychrotolerant yeast strains can be used to evaluate the metals content in polar regions as well as to bioremediate metal-contaminated ecosystems. However, further research is needed to develop and optimize bioremediation processes. У даний час мікроорганізми, а саме дріжджі Антарктичних регіонів, незважаючи на їхню ключову роль у біогеохімічних процесах та у функціонуванні наземних екосистем, залишаються недостатньо вивченими. Дослідження складу мікробних угруповань Антарктики залишається актуальним і здійснюється з використанням молекулярно-біологічних підходів. Визначення резистентності до іонів токсичних металів має важливе значення для відбору промислово перспективних штамів, які можуть сприяти розробці нових методів детоксикації металів за допомогою мікроорганізмів. Мета. Визначити таксономічне положення непігментованих антарктичних дріжджів та дослідити їх резистентність до іонів токсичних металів. Методи. Об'єкти дослідження – дріжджі, ізольовані з фітоценозів Антарктики. Дріжджі вирощували на солодовому суслі (рН 5.0–5.5, температура 18–20 °С). Виділення геномної ДНК проводили, використовуючи комерційний набір ДНК-сорб; ампліфікацію препаратів ДНК проводили, використовуючи праймери NL1 і NL4; філогенетичний аналіз визначали за побудовою дерев (дендрограм), які показують положення досліджуваних штамів серед близькоспоріднених і типових видів. Резистентність дріжджів до іонів токсичних металів встановлювали культивуванням у концентраційному градієнті Ni2+, Co2+, CrO42-, Сu2+. Визначено деякі екофізіологічні властивості досліджених штамів, такі як психро- та галотолерантність. Результати. Філогенетичний аналіз показав високий відсоток подібності (99.5–99.6%) нуклеотидних послідовностей генів 18S рРНК дріжджових антарктичних штамів до послідовностей дріжджів з бази даних GenBank. Психротолерантні та галотолерантні антарктичні штами дріжджів S11 та S12 ідентифіковано як Leucosporidium scottii та Debaryomyces hansenii, відповідно. Досліджені штами дріжджів виявилися найбільш резистентними до іонів металів Ni2+ та Co2+. Штам L. scottii S11 ріс за 800 мг/л Co2+, а D. hansenii S12 – за 750 мг/л Ni2+. Дріжджі були найменш резистентними до іонів металу CrO42-: штам L. scottii S11 ріс за 25 мг/л, а D. hansenii S12 – за 150 мг/л. У присутності іонів металу Cu2+ вони росли за однакової концентрації – 600 мг/л. Встановлено, що за одночасної присутності токсичних металів в середовищі їхня токсичність підвищується у 2–3 рази. Одночасна присутність кількох токсичних металів збільшувала токсичність середовища у 2–3 рази. Висновки. Нуклеотидні послідовності фрагменту гена 18S рРНК штамів дріжджів S11 та S12 внесено до бази даних GenBank під номерами LT220858 та LT220859. Психротолерантні штами дріжджів, резистентні до металів, можуть бути використані для оцінки рівнів металів у полярних регіонах, а також для біоремедіації екосистем, забруднених металами. Проте для розробки та оптимізації процесів біоремедіації необхідні подальші дослідження. PH "Akademperiodyka" of the NAS of Ukraine 2024-04-28 Article Article application/pdf https://ojs.microbiolj.org.ua/index.php/mj/article/view/114 10.15407/microbiolj86.02.024 Mikrobiolohichnyi Zhurnal; Vol. 86 No. 2 (2024): Mikrobiolohichnyi Zhurnal; 24-35 Мікробіологічний журнал; Том 86 № 2 (2024): Мікробіологічний журнал; 24-35 2616-9258 1028-0987 10.15407/microbiolj86.02 en https://ojs.microbiolj.org.ua/index.php/mj/article/view/114/56 Copyright (c) 2024 Mikrobiolohichnyi Zhurnal https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |