Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Một liên hợp vi sinh vật được tạo ra cho việc phân hủy sinh học thuốc trừ sâu hữu cơ phốt pho parathion
Tóm tắt
Một liên hợp gồm hai vi sinh vật đã được kết hợp để tiến hành phân hủy sinh học thuốc trừ sâu hữu cơ phốt pho parathion. Escherichia coli SD2 mang hai plasmid, một plasmid mã hóa gen cho parathion hydrolase và một plasmid thứ hai mang marker protein huỳnh quang xanh. Pseudomonas putida KT2440 pSB337 chứa một operon mang plasmid có khả năng kích thích bởi p-nitrophenol, mã hóa các gen cần thiết cho việc khoáng hóa p-nitrophenol. Liên hợp này đã thủy phân hiệu quả 500 μM parathion (146 mg l−1) và ngăn chặn sự tích tụ của p-nitrophenol trong môi trường treo. Các phân tích động học đã được thực hiện để mô tả sự phát triển và sử dụng chất nền của các thành viên trong liên hợp. Quá trình thủy phân parathion bởi E. coli SD2 tuân theo động học Michaelis-Menten. Việc khoáng hóa p-nitrophenol bởi P. putida KT2440 pSB337 cho thấy động học ức chế by-substrate. Sự phát triển của cả hai chủng bị ức chế bởi nồng độ p-nitrophenol tăng, với E. coli SD2 bị ức chế hoàn toàn bởi 600 μM p-nitrophenol (83 mg l−1) và P. putida KT2440 pSB337 bị ức chế bởi 1,000 μM p-nitrophenol (139 mg l−1). Việc nuôi cấy liên hợp như một biofilm cho thấy hai loài này có thể đồng sinh sống như một quần thể của các tế bào liên kết. Phân tích bằng kính hiển vi huỳnh quang cho thấy biofilm chủ yếu được tạo thành từ P. putida KT2440 pSB337 và sự phân bố của E. coli SD2 trong biofilm là không đồng nhất. Việc sử dụng biofilm để xây dựng các liên hợp phân hủy có thể mang lại lợi ích.
Từ khóa
#phân hủy sinh học #thuốc trừ sâu hữu cơ phốt pho #parathion #vi sinh vật #biofilm #p-nitrophenolTài liệu tham khảo
Adams RH, Huang CM, Higson FK, Brenner V, Focht DD (1992) Construction of a 3-chlorobiphenyl-utilizing recombinant from an intergeneric mating. Appl Environ Microbiol 58:647–654
Adriaens P, Kohler HPE, Kohler-Staub D, Focht DD (1989) Bacterial dehalogenation of chlorobenzoates and coculture biodegradation of 4,4'-dichlorobiphenyl. Appl Environ Microbiol 55:887–892
Alvey S, Crowley DE (1996) Survival and activity of an atrazine-mineralizing bacterial consortium in rhizosphere soil. Environ Sci Technol 30:1596–1603
Andrews JF (1968) A mathematical model for the continuous culture of microorganisms utilizing inhibitory substrates. Biotechnol Bioeng 10:707–723
Arfmann H-A, Timmis KN, Wittich R-M (1997) Mineralization of 4-chlorodibenzofuran by a consortium consisting of Sphingomonas sp. strain RW1 and Burkholderia sp. strain JWS. Appl Environ Microbiol 63:3458–3462
Bang S-W, Zylstra GJ (1996) Cloning and characterization of genes involved in p-nitrophenol degradation by Pseudomonas fluorescens ENV2030. Abstr Annu Meet Am Soc Microbiol 96:414
Bastiaens L, Springael D, Wattiau P, Harms H, De Wachter R, Verachtert H, Diels L (2000) Isolation of adherent polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH)-degrading bacteria using PAH-sorbing carriers. Appl Environ Microbiol 66:1834–1843
Casellas M, Grifoll M, Sabata J, Solanas AM (1998) Isolation and characterization of a 9-fluorenone-degrading bacterial strain and its role in synergistic degradation of fluorene by a consortium. Can J Microbiol 44:734–742
Cho J-H, Kim E-K, So J-S (1995) Improved transformation of Pseudomonas putida KT2440 by electroporation. Biotechnol Tech 9:41–44
Cowan SE, Keasling JD (2001) Development of engineered biofilms on poly-l-lysine patterned surfaces. Biotechnol Lett 23:1235–1241
Cowan SE, Gilbert E, Khlebnikov A, Keasling JD (2000a) Dual labeling with green fluorescent proteins for confocal microscopy. Appl Environ Microbiol 66:413–418
Cowan SE, Gilbert E, Liepmann D, Keasling JD (2000b) Commensal interactions in a dual-species biofilm exposed to mixed organic compounds. Appl Environ Microbiol 66:4481–4485
Edwards VH (1970) The influence of high substrate concentration on microbial kinetics. Biotechnol Bioeng 12:679–712
Haro M-A, Lorenzo V de (2001) Metabolic engineering of bacteria for environmental applications: construction of Pseudomonas strains for biodegradation of 2-chlorotoluene. J Biotechnol 85:103–113
Jones KL, Keasling JD (1998) Construction and characterization of F plasmid-based expression vectors. Biotechnol Bioeng 59:659–665
Katsivela E, Bonse D, Krueger A, Stroempl C, Livingston A, Wittich RM (1999) An extractive membrane biofilm reactor for degradation of 1,3-dichloropropene in industrial waste water. Appl Environ Microbiol 52:853–862
Kjaergaard K, Schembri MA, Hasman H, Klemm P (2000) Antigen 43 from Escherichia coli induces inter- and intraspecies cell aggregation and changes in colony morphology of Pseudomonas fluorescens. J Bacteriol 182:4789–4796
Komukai-Nakamura S, Sugiura K, Yamauchi-Inomata Y, Toki H, Venkateswaran K, Yamamoto S, Tanaka H, Harayama S (1996) Construction of bacterial consortia that degrade Arabian light crude oil. J Ferment Bioeng 82:570–574
Luong JHT (1987) Generalization of Monod kinetics for analysis of growth data with substrate inhibition. Biotechnol Bioeng 29:242–248
Mulbry W, Karns JS (1989) Purification and characterization of three parathion hydrolases from gram-negative bacterial strains. Appl Environ Microbiol 55:289–293
Mulbry WW, Karns JS, Kearney PC, Nelson JO, McDaniel CS, Wild JR (1986) Identification of a plasmid-borne parathion hydrolase gene from Flavobacterium sp. by Southern hybridization with opd from Pseudomonas diminuta. Appl Environ Microbiol 51:926–930
Munkres KD, Richards FM (1965) The purification and properties of Neurospora malate dehydrogenase. Arch Biochem Biophys 109:466–479
Oh YS, Bartha R (1997) Construction of a bacterial consortium for the biofiltration of benzene, toluene and xylene emissions. World J Microbiol Biotechnol 13:627–632
Park H-S, Lim S-J, Chang YK, Livingston AG, Kim H-S (1999) Degradation of chloronitrobenzenes by a coculture of Pseudomonas putida and a Rhodococcus sp. Appl Environ Microbiol 65:1083–1091
Ramos JL, Haidour A, Duque E, Pinar G, Calvo V, Oliva J-M (1996) Metabolism of nitrate esters by a consortium of two bacteria. Nat Biotechnol 14:320–322
Richins RD, Kaneva I, Mulchandani A, Chen W (1997) Biodegradation of organophosphorus pesticides by surface-expressed organophosphorus hydrolase. Nat Biotechnol 15:984–987
Schweizer HP (1994) A method for construction of bacterial hosts for lac-based cloning and expression vectors: alpha-complementation and regulated expression. Biotechniques 17:452–4, 456
Shapir N, Mandelbaum RT, Jacobsen CS (1998) Rapid atrazine mineralization under denitrifying conditions by Pseudomonas sp. strain ADP in aquifer sediments. Environ Sci Technol 32:3789–3792
Sutherland TD, Horne I, Lacey MJ, Harcourt RL, Russell RJ, Oakeshott JG (2000) Enrichment of an endosulfan-degrading mixed bacterial culture. Appl Environ Microbiol 66:2822–2828
Van Hylckama Vlieg JET, Janssen DB (2001) Formation and detoxification of reactive intermediates in the metabolism of chlorinated ethenes. J Biotechnol 85:81–102
Wackett LP, Sadowsky MJ, Newman LM, Hur HG, Li S (1994) Metabolism of polyhalogenated compounds by a genetically engineered bacterium. Nature 368:627–629
Wang CL, Maratukulam PD, Lum AM, Clark DS, Keasling JD (2000) Metabolic engineering of an aerobic sulfate reduction pathway and its application to precipitation of cadmium on the cell surface. Appl Environ Microbiol 66:4497–4502
Wittich RM, Stroempl C, Moore ERB, Blasco R, Timmis KN (1999) Interaction of Sphingomonas and Pseudomonas strains in the degradation of chlorinated dibenzofurans. J Ind Microbiol Biotechnol 23:353–358