Isolation, identification, and conservation of biotechnologically relevant bacteria from the water of “La Izvor” lake

Abstract

Introduction. The identification of biotechnologically relevant bacterial strains allows for their utilization as a basis for the development of sustainable agriculture technologies. Material and methods. From the lakes of “La Izvor” Park, 213 representatives of various genera were isolated, out of which 148 were pathogenic. Each suspension culture was diluted until 10-8, serial dilutions were inoculated on plates with Tryptic Soy Agar, Kings medium B, Salmonella Shigella Agar, Kligler's Iron Agar, Endo agar. For the non-pathogenic ones, enzymatic properties were determined, antimicrobial activity was assessed, and they were identified using the Polymerase Chain Reaction (PCR) method. Selected strains were preserved through lyophilization for an extended period. Results. The study revealed significant microbial biodiversity in the lakes of "La Izvor" Park, from which 213 bacterial strains were isolated in pure culture, with 65 selected for further research. The purpose of the research was to isolate and identify non-pathogenic biotechnologically relevant bacteria with various properties that could be applied in the development of sustainable agriculture. Nineteen strains with enhanced enzymatic properties and high antifungal activity were highlighted. These strains were molecularly identified and deposited for inclusion in the National Collection of Non-pathogenic Microorganisms (CNMN). Conclusions. The results of our study have shown that microorganisms can be used as safe biological control agents without the use of chemical compounds, which can prevent soil and water contamination. Lyophilization has confirmed that these strains have tolerance to osmotic and thermal shocks while maintaining viability of over 75%. Based on these properties, the strains are ideal candidates for application in sustainable agriculture.

Introducere. Identificarea tulpinilor de bacterii de interes biotehnologic permite valorificarea lor ca suport pentru dezvoltarea tehnologiilor agriculturii durabile. Material şi metode. Din lacurile parcului „La Izvor” au fost izolați 213 reprezentanți ai diferitor genuri, dintre care –148 de tulpine patogene. La fiecare cultură a fost obținută o serie de diluții zecimale până la 10-8, cu inoculare pe medii agarizate Tryptic Soy Agar, Kings medium B, Salmonella Shigella Agar, Kligler's Iron Agar, Endo agar. La cele nepatogene au fost determinate proprietăţile enzimatice, activitatea antimicrobiană, au fost identificate prin metoda Polymerase Chain Reaction (PCR) şi tulpini selectate au fost conservate prin liofilizare pentru o perioadă îndelungată. Rezultate. Studiul a relevat o biodiversitate microbiană semnificativă în lacurile parcului „La Izvor”, de unde au fost izolate în cultură pură 213 tulpini bacteriene, dintre care 65 au fost selectate pentru cercetări ulterioare. Scopul studiului a constat în izolarea şi identificarea bacteriilor nepatogene de interes biotehnologic, cu diferite proprietăţi, care ar putea fi aplicate în dezvoltarea agriculturii durabile. Au fost evidenţiate 19 tulpini cu proprietăţi enzimatice sporite și cu activitate antifungică înaltă. Aceste tulpini au fost identificate prin metode biologice moleculare și au fost depuse pentru completarea Colecţiei Naţionalede Microorganisme Nepatogene (CNMN). Concluzii. Rezultatele studiului nostru au relevat că microorganismele pot fi utilizate ca agenți de control biologic de siguranță, fără utilizarea compușilor chimici, în acest mod prevenindu-se contaminarea solurilor și a apelor. Liofilizarea a confirmat că aceste tulpini au toleranță la şocurile osmotice şi termice, cu păstrarea viabilității de peste 75%. Conform acestor proprietăți, tulpinile sunt candidați ideali pentru aplicare în agricultura durabilă.