1. Trang Chủ
  2. Sinh học
  3. Phân lập và định danh một số chủng vi khuẩn có khả năng phân hủy Octylphenol polyethoxylate (OPEOn) tại thành phố Hồ Chí Minh

Phân lập và định danh một số chủng vi khuẩn có khả năng phân hủy Octylphenol polyethoxylate (OPEOn) tại thành phố Hồ Chí Minh

Octylphenol polyethoxylate (OPEOn) có tên công nghiệp là Triton X-100, là hợp chất hoạt động bề mặt do con người tổng hợp, nó có khả năng tẩy rửa, phân tán và nhũ hóa rất tốt vì thế được sử dụng rộng rãi trong nhiều sản phẩm công nghiệp như sơn, bột giấy, vải, thuốc trừ sâu... Chúng có thể “ngụy trang” thành các nội tiết tố (hormone) tự nhiên và do đó nó có khả năng hoạt động như các chất phá hủy hệ thống nội tiết của sinh vật thủy sinh. Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 nă

Thể loại Tài liệu miễn phí Sinh học

Số trang 5

Ngày tạo 4/6/2023 2:43:20 PM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 0.76 M

Tên tệp

Tải Phân lập và định danh một số chủng vi khuẩn có khả... (.pdf)

Xem mẫu

  1. Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 Kỷ yếu khoa học PHÂN LẬP VÀ ĐỊNH DANH MỘT SỐ CHỦNG VI KHUẨN CÓ KHẢ NĂNG PHÂN HỦY OCTYLPHENOL POLYETHOXYLATE (OPEOn) TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Ngô Thị Kim Ngân*, Nguyễn Yến Nhi, Trương Xuân Trung Trường Đại học Tôn Đức Thắng *Tác giả liên lạc: kimngan281097@gmail.com TÓM TẮT Octylphenol polyethoxylate (OPEOn) có tên công nghiệp là Triton X-100, là hợp chất hoạt động bề mặt do con người tổng hợp, nó có khả năng tẩy rửa, phân tán và nhũ hóa rất tốt vì thế được sử dụng rộng rãi trong nhiều sản phẩm công nghiệp như sơn, bột giấy, vải, thuốc trừ sâu... Chúng có thể “ngụy trang” thành các nội tiết tố (hormone) tự nhiên và do đó nó có khả năng hoạt động như các chất phá hủy hệ thống nội tiết của sinh vật thủy sinh. Ngày nay, các tác động không mong muốn của hóa chất lên sức khỏe con người đã được quan tâm và hướng xử lí thường ưu tiên các biện pháp xử lý sinh học. Trong nguyên cứu này, chúng tôi đã phân lập được 18 chủng vi khuẩn gram âm có khả năng phân hủy OPEOn từ ba nguồn mẫu bao gồm đất nông nghiệp, nước sông và bùn sông. Trong đó, 3 chủng vi khuẩn có khả năng sinh trưởng và phát triển cao nhất được chọn lọc, giải trình tự để định danh là Klebsiella variicola S9, Klebsiella sp. B12 và Klebsiella variicola W2. Các trình tự đã được đưa lên ngân hàng dữ liệu genebank với các số accession numbers lần lượt là MH578615; MH578616 và MH578617. Từ khóa: Chất hoạt động bề mặt, Octylphenol Polyethoxylate, Triton X-100. ISOLATION AND IDENTIFICATION OF OCTYLPHENOL POLYETHOXYLATE (OPEOn) - BIODEGRADING BACTERIA TRAINS IN HO CHI MINH CITY Ngo Thi Kim Ngan*, Nguyen Yen Nhi, Truong Xuan Trung Ton Duc Thang University *Corresponding Author: kimngan281097@gmail.com ABSTRACT Octylphenol polyethoxylate (OPEOn) is a synthetic surfactant compound, which has the ability to cleanse, disperse, and emulsify very well so it is widely used in many industrial products such as paints, pulp and cloth, pesticides... They can “camouflage” into the natural hormones and therefore are capable of acting as endocrine disrupters of aquatic animals. Todays, the unwanted effects of chemicals on human health have been the subject of concern and the direction of treatment often prioritizes biological treatments. In this study, we isolated 18 gram-negative bacterial strains capable of decomposing OPEOn from three sources including agricultural land, river water and river mud. Three of the highest growth and developmental strains were selected for sequencing namely Klebsiella variicola S9, Klebsiella sp. B12 and Klebsiella variicola W2. The sequences were posted to Genebank data with accession numbers as MH578615, MH578616 and MH578617. Keywords: Biodegradable, Octylphenol Polyethoxylate, Triton X-100. 121
  2. Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 Kỷ yếu khoa học MỞ ĐẦU nề không chỉ cho sinh vật dưới nước mà Alkylphenol ethoxylate là các chất hoạt còn cho cả con người. Phát triển và động bề mặt không chứa ion, bao gồm nghiên cứu một phương pháp hiệu quả, một nhóm alkylphenol phân nhánh kết đơn giản, không tốn nhiều chi phí, không hợp với chuỗi ethoxylate (Hình 1). Các gây ảnh hưởng về mặt sức khỏe con alkylphenol chính được sử dụng là người để xử lí OPEOn là điều hoàn toàn nonylphenol (NP) và octylphenol (OP) hợp lý và cần thiết ở Việt Nam hiện nay. với nonylphenol ethoxylates (NPEOn) Nhiều nghiên cứu cho quá trình loại bỏ chiếm khoảng 80% thị trường thế giới và OPEOn trong môi trường đã và đang octylphenol ethoxylates (OPEOn) chiếm được tiến hành. OPEOn có thể bị phân 20% còn lại (White et al., 1994). Sản hủy trong môi trường thủy sinh bằng lượng chất hoạt động bề mặt trên toàn thế phương pháp hóa học sử dụng bức xạ siêu giới trong năm 2008 là 13 triệu tấn. Trong âm để tấn công chuỗi ethoxylated (EO) và năm 2014, thị trường thế giới về chất hoạt vòng thơm (Chen et al., 2005). Tuy nhiên, động bề mặt đạt khối lượng hơn 33 tỷ đô những kỹ thuật này đòi hỏi thiết bị đắt tiền la Mỹ. Các nhà nghiên cứu thị trường với các quy trình vận hành phức tạp và mong đợi doanh thu hàng năm tăng 2,5% điều này hạn chế việc áp dụng chúng mỗi năm lên khoảng 40,4 tỷ đô la Mỹ cho trong thực tiễn. đến năm 2022 (Alexander Stark, 2017). Chúng ta ngày càng quan tâm đến các tác Chiều dài của chuỗi ethoxylate thay đổi từ động không mong muốn của chất hóa học 1 đến 50 đơn vị ethoxy, tùy thuộc vào ứng lên sức khỏe con người nên hướng xử lí dụng. (A. Michael Warhurst, 1995). Ký môi trường với các biện pháp sinh học hiệu “X” của “Triton X-100” bắt nguồn không gây hại cho sinh vật vẫn là nên từ octylphenol trùng ngưng với ethylene được quan tâm hơn so với các biện pháp oxide. Số (“-100”) liên quan đến số đơn xử lí hóa học tốn kém. Phương pháp phân vị ethylene oxide trong cấu trúc. X100 hủy sinh học OPEOn bằng cách sử dụng chứa 9,5 đơn vị ethylene oxide trong mỗi các dòng vi khuẩn được tiến hành trên thế phân tử, với trọng lượng phân tử trung giới và được coi là giải pháp hữu hiệu ít bình 625. Cấu trúc OPEO với X gần bằng tốn kém cho quá trình xử lý. Tuy nhiên, 9.5 (Chen et al. 2005). tại Việt Nam những nghiên cứu về phân OPEOn tồn tại trong các nguồn nước nhà hủy OPEOn vẫn còn thiếu nên ta càng máy, nước thải sinh hoạt của các khu dân phải nghiên cứu và phát triển phương cư, đất nông nghiệp sẽ gây hậu quả nặng pháp này tại Việt Nam. Hình 1. Cấu trúc phân tử của OPEOn VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP Chất hoạt động bề mặt OPEOn (tên NGHIÊN CỨU thương mại, Triton X-100) được mua Chất hoạt động bề mặt và môi từ VWR Chemical Co. (Pháp) với độ trường nuôi cấy vi khuẩn tinh khiết 98% và đây là vật liệu để 122
  3. Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 Kỷ yếu khoa học đánh giá sự phân hủy sinh học của vi Máy quang phổ (6705 UV/VIS, khuẩn. Cấu trúc phân tử của Triton X- Jenway, Anh) được sử dụng để đo sự 100 được thể hiện trong hình 1. Tất cả phát triển của vi khuẩn bằng cách sử các chủng được thử nghiệm trong dụng độ hấp thụ ở OD 600 nm để ước nghiên cứu này được nuôi cấy trong tính mức độ của sự phát triển. môi trường M9 có chứa Triton X-100 Các chủng được giải trình tự và định là nguồn cacbon duy nhất. Thành phần danh của 1L M9 stock 10X bao gồm 75.2 g Trình tự Nucleotide của các đoạn Na2HPO4.2H2O, 30g K2HPO4, 5g rDNA khuếch đại được tìm kiếm trong NH4Cl, 5 g NaCl. Tất cả các hóa chất GenBank ở NCBI (National Center for được mua từ Công ty Hóa chất Merck Biotechnology Information, (Darmstadt, Đức) với độ tinh khiết 98– http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/ 99,5%. Môi trường tăng trưởng và các blast.cgi) và căn chỉnh bằng cách sử chất pha loãng cho các dung dịch được dụng Bioedit và ClustalX. Đưa trình tự tiệt trùng bằng cách hấp tiệt trùng lên ngân hàng genebank. Tạo cây phân (121oC, trong 15 phút) cho các thí loài với các chủng có khả năng phân nghiệm nuôi cấy. hủy Triton X-100 bằng Njplot. Nguồn của vi khuẩn Xác định khả năng phân hủy Các chủng vi khuẩn được nghiên cứu Octylphenol Polyethoxylate trong nghiên cứu này được phân lập từ các Đo full scan mẫu môi trường mẫu đất nông nghiệp, nước sông và bùn M9+0.5% Triton X-100 trước khi nuôi sông, nơi có mức độ ô nhiễm cao tại cấy và mẫu nuôi cấy. Tất cả các mẫu Thành phố Hồ Chí Minh. Để sàng lọc các trước khi đo full scan được ly tâm ở chủng vi khuẩn phân hủy Triton X-100 từ 13.000 vòng/phút trong 10 phút. các mẫu môi trường bị ô nhiễm, 0.1% Triton X-100 đã được thêm vào trong môi KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN trường M9 như là nguồn cacbon duy nhất. Kết quả phân lập vi khuẩn Sự tăng sinh tiến hành bằng cách chuyển Sau 36 giờ, ở mẫu nước sông, khuẩn một phần mười của môi trường nuôi cấy lạc đa số có dạng vết, bằng phẳng, màu sang một môi trường mới, lặp lại ít nhất 3 trắng đục, đường kính khoảng 3-4mm, lần. Sau khi nuôi cấy phù hợp với nồng độ một số có hình tròn, nhỏ, hơi lồi, màu Triton X-100, và tốc độ tăng trưởng của vi trắng đục, không đều, mật độ thưa. khuẩn tăng lên, nồng độ Triton X-100 đã Trong khi ở mẫu đất nông nghiệp, tăng lên 0.5%. Sự phát triển của vi khuẩn khuẩn lạc có dạng hình tròn, màu trắng và nồng độ của Triton X-100 cho tất cả đục, không đều, hơi lồi, mật độ thưa. các chủng được đánh giá. Và mẫu bùn sông, khuẩn lạc có dạng Phân lập và xác định các đặc điểm hình tròn, nhỏ, màu trắng đục, không hình thái của vi khuẩn đều, hơi lồi, mật độ dày. Chọn lọc các chủng vi khuẩn phát triển Sự phát triển của các chủng vi khuẩn mạnh và có hình thái khuẩn lạc khác đã được ghi lại qua 24 giờ, 36 giờ và nhau để tiếp tục nghiên cứu. Quan sát 48 giờ. Nhìn vào biểu đồ, có thể thấy các đặc điểm hình thái của khuẩn lạc được các chủng vi khuẩn khác nhau thì và nhuộm gram để quan sát các đặc có sự phát triển khác nhau. Từ đó, sàng điểm của chủng vi khuẩn. Soi dưới lọc được các vi khuẩn có sự phát triển kính hiển vi nhúng dầu với độ phóng cao nhất: 1.2, 1.9,1.13 ở mẫu đất, 2.2, đại 100X. 2.4, 2.12 ở mẫu bùn sông và 3.2, 3.6, Phương pháp phân tích 3.11 ở mẫu nước sông. 123
  4. Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 Kỷ yếu khoa học Đường cong tăng trưởng vi khuẩn Đường cong tăng trưởng của một số chủng vi khuẩn phân lập 1.5 1.2 ∆OD (600nm) 1 1.9 0.5 1.13 0 1 7 14 27 35 39 2.2 Time (days) 2.4 Hình 2. Đồ thị thể hiện đường cong tăng trưởng của các chủng vi khuẩn được lọc từ mẫu đất nông nghiệp (1.2, 1.9, 1.13), mẫu bùn sông (2.2, 2.4, 2.12) và mẫu nước sông (3.2, 3.6, 3.11) Nhìn vào biểu đồ, có thể thấy được sự MH578615; 2.12: MH578616; 3.2: tăng trưởng khá mạnh mẽ ở một số MH578617 tương ứng với Klebsiella chủng vi khuẩn. Trong đó, ở mẫu đất variicola S9, Klebsiella sp. B12, nông nghiệp, mẫu 1.2 có sự phát triển Klebsiella variicola W2. cao nhất, đạt được trên 1.2 ở 600nm, Kết quả khả năng phân hủy tiếp đó là mẫu 1.13 và 1.2 lần lượt chỉ Octylphenol Polyethoxylate đạt khoảng 0.5 và 0.35. Ở mẫu bùn Có thể thấy rằng, sau khi nuôi cấy 14 sông, chủng vi khuẩn có sự phát triển ngày, hàm lượng Triton có sự sụt giảm cao nhất là 2.12 với OD bằng 1.2, 2 rõ rệt. Môi trường ban đầu có OD là mẫu còn lại là 2.2 và 2.4 đạt lần lượt là 0.78, tuy nhiên sau khi cho vi khuẩn 0.87 và 0.32. Ở mẫu đất, các chủng vi vào nuôi cấy 14 ngày thì OD là 0.28. khuẩn cũng có sự phát triển khác nhau Kết luận: Chủng vi khuẩn đang nuôi với mẫu 3.2, 3.6 và 3.11 lần lượt là cấy có khả năng phân hủy Triton X- 1.05, 0.92 và 0.82. Dựa vào đó, có thể 100. chọn lọc được những chủng vi khuẩn có sự phát triển cao và đường biểu diễn KẾT LUẬN có xu hướng đi lên như mẫu 1.9, 2.12, Các chủng vi khuẩn phân lập được đều 3.2 để giải trình tự và định danh. là vi khuẩn Gram âm, được sàng lọc từ Kết quả đặc điểm vi khuẩn các mẫu đất nông nghiệp, nước sông và Các chủng vi khuẩn được chọn lọc bùn sông, những nơi có mức độ ô được nhuộm gram và quan sát hình nhiễm cao. Trong nghiên cứu này, từ thái. Kết quả sau khi quan sát bằng 18 chủng vi khuẩn phân lập được, 3 kính hiển vi ở độ phóng đại 100X. Các chủng vi khuẩn phát triển mạnh nhất đã chủng vi khuẩn được chọn lọc có hình được giải trình tự, định danh là thái khác nhau và đều thuộc Gram âm. Klebsiella variicola S9, Klebsiella sp. Kết quả định danh B12, Klebsiella variicola W2. Trình tự Trình tự gen 16S rRNA xác định trong của 3 chủng này đã được đưa lên ngân nghiên cứu này đã được gửi vào cơ sở hàng Genebank với số accession dữ liệu ngân hàng gen của NCBI dưới numbers lần lượt là MH578615, những accession number: 1.9: MH578616 và MH578617. 124
  5. Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 Kỷ yếu khoa học Các chủng vi khuẩn phân lập được có việc ứng dụng nghiên cứu này vào thực khả năng phân hủy Triton X-100 và tiễn để xử lý các vấn đề môi trường phát triển mạnh trong điều kiện phát trong tương lai. Việc sử dụng vi khuẩn triển bình thường (nhiệt độ phòng, trong quá trình phân hủy sinh học không lắc), hóa chất sử dụng cho môi Triton X-100 không chỉ hiệu quả về trường nuôi cấy dễ tìm và chi phí thấp. mặt chi phí mà còn đảm bảo an toàn về Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho mặt sinh thái. TÀI LIỆU THAM KHẢO ALEXANDER STARK (2017). Report on the Global Market for Surfactants. Market Study: Surfactants, Ceresana Publishes Market Analysis, 3rd edition. CHIU TS, HSIEH CY, MIAW CL, LIN CN, CHANG TC, YEN CH, CHIOU MT (2014). Alkylphenol polyethoxylate derivatives in groundwater and blood samples collected from pig herds in Taiwan. Veterinary Medical Science,76 (7), 971–975. H.J. YANG. Isolation, Identification of a octylphenol polyethoxylate degradaing strains and its degradation study. Zhongguo Huanjing Kexue/China Environmental Science. 34 (6):1556-1563, June 2014. HSI-JIEN CHEN, DYI-HWA TSENG, SHIR-LY HUANG (2005). Biodegradation of octylphenol polyethoxylate surfactant Triton X-100 by selected microorganisms. Bioresource Technology, 96 (13), 1483-1491. MICHAEL WARHURST (1995). An Environmental Assessment of Alkylphenol Ethoxylates and Alkylphenols. Friend of the Earth, 7/2018, Việt Nam. 125
nguon tai.lieu . vn
Toán học Môi trường Vật lý Sinh học Địa Lý Hoá học Nông - Lâm - Ngư Cơ khí - Chế tạo máy Tiếng Anh phổ thông Khoa học ứng dụng Nông - Lâm Kiến thức tổng hợp Giáo dục học Xã hội học