多环芳烃的生物降解洋葱sp。VITRSB1孤立的从海洋沉积物

文摘

多环芳烃(多环芳烃)对环境的污染是一个主要威胁生物体,因此这些多环芳烃的降解是必要的。多环芳烃降解菌的研究集中在陆地微生物和海洋派生微生物破坏的潜力。我们在此报告多环芳烃降解的隔离和表征洋葱sp.从泻湖沉积在印度的南部海岸。革兰氏阴性菌株,杆状,运动型,∼2 - 5μ米的长度。根据系统数据被确认为洋葱和指定为VITRSB1。最初的多环芳烃降解能力的菌株是评估使用基底盐中补充了柴油,煤油、甲苯、苯胺、萘、酚。菌株被发现有效地降解煤油,柴油,甲苯,甚至苯胺浓度更高(1%)。然而,萘和苯胺降解只在低浓度(0.1%)和苯酚,樟脑,衣冠楚楚的抑制增长的压力。此外,多环芳烃的降解最终产品使用红外光谱测定。值得注意的是,所有的终端产品被发现是有毒的生物圈。我们的研究结果表明,孤立洋葱sp.可能是一个有效的选择性降解多环芳烃的潜在候选人。

1。介绍

多环芳烃(多环芳烃)生产的自然和人类活动和自然作为环境污染物是由于其有毒(1]。多环芳烃形成的有机材料,如化石燃料的不完全燃烧。多环芳烃的来源包括机动车尾气、工业活动,和烧煤2]。多环芳烃在环境空气的发生是一个越来越多的担忧,因为他们的致癌性和致突变性(3]。尽管空气中多环芳烃的排放和容许浓度现在监管,多环芳烃暴露带来的健康风险建议继续需要他们控制通过空气质量管理(3]。多环芳烃是可能的污染物在一些工业场所前,代表对人类健康的潜在风险,如果这些网站转换为居民区。

生物修复过程的接受过程恢复的多环芳烃污染地下水和沉积物4,5]。石油碳氢化合物的生物降解石油和其他非水相液体通过细菌培养两批处理和现场报道规模研究[6,7]。许多细菌物种已知降解多环芳烃(1,8,9]。尽管生物修复经济;据报道,一些细菌是有效地降低高分子量多环芳烃。因此迫切需要找出小说为高分子量多环芳烃的降解菌株。在各种细菌,洋葱sp.已知降解多种环境污染物(1]。洋葱被发现在土壤和水(10,11]。伯克不过复杂是一组九密切相关的细菌种类,有用的属性在自然环境中植物害虫拮抗剂、植物生长促进剂,使下降的代理(12,13]。许多种类的洋葱,即不过,b . vietnamiensis,b . ambifaria,已报告有潜在生物降解(13,14]。近年来,不过已经被广泛的研究和报告作为一个潜在的烃降解细菌。它已经证明是一个优秀的正烷烃降解特征(7]。洋葱sp。FDS-1一直孤立和杀螟硫磷的降解、硝基酚类杀虫剂(15]。此外,洋葱也被用作植物生长促进rhizobacteria因为发现了几种机制与植物生长促进在这个属(16]。然而,隔离和开发洋葱从海洋生态系统的信息。在这项研究中,一个洋葱应变是隔绝Chavara泻湖位于印度南部海岸。考虑到生物体的生物降解潜力,这是评估生物降解多环芳烃的:柴油、煤油、萘、甲苯、苯酚、苯胺、樟脑和肥料,衣冠楚楚的复杂。

2。材料和方法

2.1。化学物质和媒体

用于研究的多环芳烃萘,甲苯、柴油,苯胺,萘,樟脑,煤油,衣冠楚楚的复杂(当地购买)。多环芳烃的股票的解决方案准备报道(17]。基底盐媒体(BSM) (Himedia、印度)是用于隔离和修养洋葱sp。18,19]基盐介质。

2.2。样本收集和浓缩

从Ashtamudi湖沉积物样品采集,Chavara位于阿拉伯海岸的印度(lat。:8°57 48′′N;长。43:76°33′′E)。沉积物样品收集到5厘米的深度被转移到无菌实验室无菌塑料瓶和运输。基底盐媒体组件被添加到沉积物包含100毫升的沉积物样品瓶水和孵化在黑暗的一周在28°C。沉积物样本连续稀释和镀在BSM媒体包含不同的多环芳烃(0.1%对1%)。琼脂板在30°C 2天孵化。的隔离种植在至少3包含媒体被选为进一步研究多环芳烃。耐药隔离是亚文化反复在BSM媒体获得纯培养。剂是由培养隔离在BSM媒体30°C 2天。 After incubation, the culture was centrifuged at (10621 ×g) for 10 min. The harvested cells were washed and reconstituted with BSM media and used as inoculums for further studies.

2.3。分类

表型特征的应变进行了如前所述20.]。成年文化拍摄和离心机在8000 g×10分钟。获得颗粒与磷酸钾缓冲(pH值7)洗3次。此外,颗粒与5%甲醛固定为1小时再洗磷酸盐缓冲剂(pH值7)。颗粒是lyophilised使用冷冻干燥机SKL-12N(云雀,钦奈,印度)。透射电镜的样品直接由应用lyophilised细胞颗粒铜网格和允许干2小时。这些干铜网格透射电镜下然后直接观察(TECHNAI10-Philiphs)。使用Hipura菌株的DNA分离细菌的DNA分离和净化设备(Himedia、印度)。16 s rRNA基因是放大使用Veriti 96 -热循环(CA)福斯特城应用生物系统。PCR扩增引物组执行FC27 (5′-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3′)和RC1492 (5′-TACGGCTACCTTACGACTT-3′)(西格玛奥德里奇,美国)。测序的方法是改编自早期的报告(21]。爆炸搜索使用NCBI数据库和多个执行序列比对在ClustalX进行(22]。系统发育树生成使用邻居加入方法(23使用大型软件[6]24]。引导值计算与1000年复制。

2.4。主要检查

铂环量的文化被接种到BSM媒体包含不同的多环芳烃,如柴油、煤油、甲苯、苯胺、萘酚,樟脑,衣冠楚楚的复杂。所有的测试化合物注射器过滤。股票的解决方案中的萘制备甲醇(200μg / mL)和樟脑制备乙酸乙酯(0.2 g / mL)。DAP复杂原液制备水(0.5 g / mL)。1毫升和0.1毫升的柴油、煤油、甲苯、苯胺、苯酚和1毫升的原液的萘,樟脑,衣冠楚楚的复杂在BSM琼脂补充。板块在30°C 48小时孵化。

2.5。在液体培养降解研究

菌株降解多环芳烃的能力评估通过接种BSM汤含有不同的多环芳烃(0.1%和1%)。大约1毫升的化合物(1%)被添加到20毫升BSM误事。100年,μL(主剂添加和孵化48小时30°C和保存在瓶,观察增长。文化是离心机(6797×g) 10分钟,上层清液冻干(云雀企鹅冷冻干燥机、印度)。冻干样品进行分析使用红外光谱(Schimadzu、日本)。

3所示。结果与讨论

多环芳烃是群化合物组成的融合高度稳定和致癌的芳香环(25]。他们是由热解和pyrosynthesis有机分子。所有已知的致癌多环芳烃是长期接触(26,27]。各种方法已经被用来去除多环芳烃包括蒸发、化学氧化和生物体内积累28]。细菌是环境中的烃降解代理之一,其降解潜力取决于代谢能力(29日]。潜在的修复多环芳烃的方法是使用的土著细菌污染。虽然已经有一些研究在多环芳烃降解菌从陆地生态系统,研究细菌隔绝海洋网站很少。本研究关注多环芳烃降解菌的筛选和隔离Ashtamudi泻湖,Chavara。Chavara坐落在阿拉伯海岸、喀拉拉邦、(lat。:8°57 48′′N;长。43:76°33′′E)。Chavara包含几个湖泊和池塘。的海滨Chavara富含钛(30.]。喀拉拉邦矿产和金属有限公司,位于Chavara,是最大的行业之一,出口主要含钛矿物沙子。土壤样本收集从这个地区工业废物排入湖。这些样本用于多环芳烃的降解菌的筛选。

在初步筛选,应变VITRSB1盘子上只长与萘补充,煤油,柴油,甲苯,苯胺,因此它被选作进一步的研究。尽管如此,VITRSB1完全抑制,当媒体的增长与苯酚补充,樟脑,衣冠楚楚。

表型特征显示应变VITRSB1革兰氏阴性,有氧,运动型,杆状。殖民地被黏液状的和白色的颜色。细菌的大小大约是2 - 5μ米长度和鞭毛是观察在TEM(图1)。该菌株利用硝酸盐作为氮源和琥珀酸钠钠作为碳源。爆炸分析基于应变的16 s rRNA基因序列显示99%相似伯克cenocepaciaH111压力。菌株的系统发育树显示,它的代表中占有独特的地位洋葱家庭(图2)。下的应变在基因库提交加入KF146158数量。G + C含量是55.20%。

初步分析,观察生长在盘子补充柴油、煤油、甲苯表明多环芳烃是利用压力。由于没有增长板块补充与苯胺的浓度(1%)较高,萘,苯酚,较低浓度(0.1%)的这些化合物用于进一步的研究。在降解测试,包含柴油的BSM浑浊的颜色改为绿色指示退化。甲苯降解试验,苯胺、煤油、和萘显示显著的增长表明有机体的宽容的碳氢化合物。据报道,洋葱合成三个环裂变途径和三个加氧酶的氧化取代苯(31日]。洋葱还合成各种酶降解的芳烃(32]。

此外,多环芳烃对待文化被红外光谱分析降解产品。红外光谱退化之前显示峰值为3388.93,3417.86和3441.01对应NH和哦的一级胺和酒精在甲苯(表1)。没有峰值为3388.93,3417.86,3441.01,2113.98,2017.54,1099.43,和621.08后退化表明甲苯的降解(图3)[33]。柴油含有碳氢化合物在2000年到4000年,正常的复杂混合物,分支,循环烷烃,芳香族化合物(34]。图4显示了退化光谱的柴油。2956.87和2924.09对应的峰值CH,哦,NH的烷烃、醇、胺(表2)。没有峰值为2956.87,2924.09,2854.65,1629.85,1467.83,和1091.71第二谱(图4)表明化合物的降解。煤油的红外光谱光谱退化光谱(图5)揭示峰值的出现在3251年,3444.87,3417年和3390年,对应于初级和二级胺(表3)。没有山峰在这些地区退化表明退化煤油。

萘光谱(图6)显示峰值3170.97和1666.50对应- c≡碳氢键:碳氢键的炔烃和烯烃(表4)和没有峰值为3170.97,1666.50,989.48,937.40,1109.07,和867.97治疗后VITRSB1表明萘的降解35]。苯胺的红外光谱谱(图7)显示了峰值为3639.68,1726.29,和1581.63对应哦,切断,NH的醇、羧酸、胺(表5)。没有峰值为3639.68,1726.29,1581.63,和877.61治疗后表明降解苯胺的36,37]。的洋葱sp。VITRSB1没有任何增长的BSM媒体补充了苯酚时,樟脑,衣冠楚楚。完全抑制增长。一般来说,高分子量多环芳烃降解很慢,因为生物降解能力主要取决于化学结构的复杂性(38]。因此,降解效率是高度依赖碳氢化合物的类型。本研究揭示了海洋的能力洋葱sp。VITRSB1有效地降低低分子量的碳氢化合物。因此,使用洋葱将有效和环保降解低分子量的碳氢化合物。进一步研究原位生物修复方法及其植物生长促进活动将揭示这一毒株的潜在应用。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

这项工作是支持的机构格兰特和作者要感谢维特大学提供必要的设施进行研究。

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