Study on PHA production in extremophiles from genus Bacillus and related genuses

Tato bakalářská práce je zaměřena na studium produkce polyhydroxyalkanoátů pomocí extremofilních zástupců rodu Bacillus a příbuzných rodů. V rámci práce byly zkoumány jak sbírkové mikroorganismy Ureibacillus composti DSM 171951, Alkalibacillus haloalkaliphilus DSM 5271, Alicyclobacillus acidocaldarius DSM 446, Halobacillus halophilus CCM 3527, Thermobacillus composti DSM 18247 a Bacillus licheniformis CCM 2206, tak i izolované mikroorganismy z přírodních zdrojů Aneurinibacillus thermoaerophilus LK7, Aneurinibacillus thermoaerophilus F109, Aneurinibacillus thermoaerophilus AFn2, Geobacillus thermodenitrificans F101, Geobacillus thermodenitrificans F102, Geobacillus stearothermophilus A12 a Geobacillus sp. AH11.V teoretické části jsou popsány extremofilní mikroorganismy, polyhydroxyalkanoáty a jejich využití. V experimentální části byla provedena detekce produkce PHA na úrovni genotypu pomocí metody PCR, kde byla zjišťována přítomnost PHA syntáz první a čtvrté třídy pro určité zástupce a taktéž přítomnost genu 16SrRNA. Dále byla testována produkce PHA na úrovni fenotypu, kde se testovala utilizace různých uhlíkových zdrojů a schopnost mikroorganismů tvořit s různými prekurzory kopolymery 4HB a 3HV při různých teplotách. Kopolymery jsou velice zajímavé svými vlastnostmi, díky kterým mají širokou škálu využití. Jako nejlepším zástupcem se pro produkci PHA v této práci ukázal mikroorganismus Aneurinibacillus thermoaerophilus AFn2 s produkcí PHA až 1,99 g/l a kopolymeru 3HV až 0,49 g/l.This Bachelor thesis is focused on study of production od polyhydroxyalcanoteas by extremophilic bacteria of genus Bacillus and related genera. In this thesis were studied microorganisms from german and czech collections Ureibacillus composti DSM 171951, Alkalibacillus haloalkaliphilus DSM 5271, Alicyclobacillus acidocaldarius DSM 446, Halobacillus halophilus CCM 3527, Thermobacillus composti DSM 18247, Bacillus licheniformis CCM 2206 and isolated microorganisms from natural sources Aneurinibacillus thermoaerophilus LK7, Aneurinibacillus thermoaerophilus F109, Aneurinibacillus thermoaerophilus AFn2, Geobacillus thermodenitrificans F101, Geobacillus thermodenitrificans F102, Geobacillus stearothermophilus A12, Geobacillus sp. AH11. The theoretical part describes extremophilic microorganisms, polyhydroxyalkanoates and their applications. In the experimental part, the detection of PHA production at the genotype level was performed using the PCR method, where the presence of first and fourth class PHA synthases was detected. Detection of presence of the 16SrRNA gene was performed by PCR. PHA production was also tested at the phenotype level, where the ability of utilization of different carbon sources and the ability of microorganisms to form 4HB and 3HV copolymers with different precursors at different temperatures was monitored. Copolymers are very interesting because of their properties, which make them suitable for a wide range of applications. The microorganism Aneurinibacillus thermoaerophilus AFn2 proved to be the best representative for PHA production in this work, producing PHA up to 1,99 g/l and 3HV copolymer up to 0,49 g/l.