Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phân hủy sinh học dầu thô và hydrocacbon tinh khiết bởi vi sinh vật cổ cực mặn từ vùng bờ biển siêu mặn của Vịnh Ả Rập
Tóm tắt
Hai chủng Haloferax cực mặn và một chủng Halobacterium cùng một chủng Halococcus đã được phân lập từ khu vực ven biển siêu mặn của Vịnh Ả Rập trên môi trường muối khoáng với hơi dầu thô là nguồn carbon và năng lượng duy nhất. Những archaea này cần ít nhất 1 M NaCl để phát triển trong nuôi cấy, và phát triển tốt nhất trong môi trường có chứa 4 M NaCl trở lên. Nhiệt độ phát triển tối ưu nằm trong khoảng từ 40 đến 45ºC. Bốn loại archaea này có khả năng kháng lại các kháng sinh như chloramphenicol, cycloheximide, axit nalidixic, penicillin, streptomycin và tetracycline. Các chủng này có thể phát triển trên nhiều loại hydrocacbon aliphatic và aromatic (cả đơn và đa hạch) như nguồn carbon và năng lượng duy nhất. Các phép đo định lượng cho thấy những prokaryote cực mặn này có khả năng phân hủy sinh học dầu thô (13–47%, tùy thuộc vào chủng và độ mặn của môi trường), n-octadecane (28–67%) và phenanthrene (13–30%) trong môi trường nuôi cấy sau 3 tuần ủ. Tốc độ phân hủy sinh học của tất cả các chủng đều tăng lên khi nồng độ NaCl trong môi trường tăng. Nồng độ tối ưu là 3 M NaCl, nhưng ngay cả với 4 M NaCl, tốc độ phân hủy hydrocacbon vẫn cao hơn so với 1 và 2 M NaCl. Kết luận cho thấy những archaea này có thể góp phần vào việc tự làm sạch và phục hồi các môi trường bị ô nhiễm dầu mỡ siêu mặn.
Từ khóa
#biodegradation #halophilic archaea #hypersaline environments #Arabian Gulf #crude oil #hydrocarbonsTài liệu tham khảo
Akolkar AV, Deshpande GM, Ravel KN, Durai D, Nerurkar AS, Desai AJ (2008) Organic solvent tolerance of Halobacterium sp. SP1(1) and its extracellular protease. J Basic Microbiol 48:421–425
Al-Mueini R, Al-Dalali M, Al-Amri IS, Patzelt H (2007) Hydrocarbon degradation at high salinity by a novel extremely halophilic actinomycete. Environ Chem 4:5–7
Altschul SF, Madden TL, Schaffer AA, Zhang J, Zhang Z, Miller W, Lipman DJ (1997) Gapped BLAST and PSI-BLAST: a new generation of protein database search programs. Nucleic Acids Res 25:3389–3402
Al-Zamel AZ (1983) Geology and oceanography of recent sediments of Jazirat Bubiyan and Ras As-Sabiyah, Kuwait, Arabian Gulf. Unpublished PhD thesis, University of Sheffield, Sheffield, pp 273–274
Aono R, Aibe K, Inoue A, Horikoshi K (1991) Preparation of organic solvent-tolerant mutants from Escherichia coli K 12. Agric Biol Chem 55:1935–1938
Bertrand JC, Almallah M, Acquaviva M, Mille G (1990) Biodegradation of hydrocarbons by an extremely halophilic archaebacterium. Lett Appl Microbiol 11:260–263
Brito-Echeverria J, Lopez-Lopez A, Yarza P, Anton J, Rosello-Mora R (2009) Occurrence of Halococcus spp in the nostrils salt glands of the seabird Calonectris diomedea. Extremophiles 13:557–565
Cerniglia CE (1984) Microbial transformation of aromatic hydrocarbons. In: Atlas RM (ed) Petroleum microbiology. Macmillan, New York
Cuadros-Orellana S, Pohlschro M, Durrant LR (2006) Isolation and characterization of halophilic archaea able to grow in aromatic compounds. Int Biodeterior Biodegrad 57:151–154
Denner EBM, McGenity TJ, Busse HJ, Grant WD, Wanner G, Stan-Lotter H (1994) Halococcus salifodinae sp nov., an archaeal isolate from an Austrian salt mine. Int J Syst Bacteriol 44:774–780
Diaz MP, Grigson SJW, Peppiatt C, Burgess JG (2000) Isolation and characterization of novel hydrocarbon degrading euryhaline consortia from crude oil and mangrove sediments. Mar Biotechnol 2:522–532
Emerson D, Chauhan S, Oriel P, Breznak JA (1994) Haloferax sp. D1227, a halophilic Archaeon capable of growth on aromatic compounds. Arch Microbiol 161:445–452
Fairley DJ, Boyd DR, Sharma ND, Allen CCR, Morgan P, Larkin MJ (2002) Aerobic metabolism of 4-hydroxybenzoic acid in Archaea via an unusual pathway involving an intramolecular migration shift (NIH shift). Appl Environ Microbiol 68:6246–6255
Falb M, Muller K, Königsmaier L, Oberwinkler T, Horn P, Gronau SV, Gonzalez O, Pfeiffer F, Bauer EB, Oesterhelt D (2008) Metabolism of halophilic archaea. Extremophiles 12:177–196
Goh F, Leuko S, Allen MA, Bowman JB, Kamekura M, Neilan BA, Burns PB (2006) Halococcus hamelinensis sp nov., a novel halophilic archaeon isolated from stromatolites in Shark Bay. Australia Int J Syst Evol Microbiol 56:1323–1329
Grant WD, Kamekura M, McGenity TJ, Ventosa A (2001) Class III. Halobacteria class. nov. In: Boone DR, Castenholz RW, Garrity GM (eds) Bergey’s manual of systematic bacteriology, 2nd edn. Springer, New York, 1:294–334
Kerr RP, Capone DG (1988) The effect of salinity on the microbial mineralization of two polycyclic aromatic hydrocarbons in estuarine sediments. Mar Environ Res 26:181–198
Kleinsteuber S, Riis V, Fetzer I, Harms H, Müller S (2006) Population dynamics within a microbial consortium during growth on diesel fuel in saline environments. Appl Environ Microbiol 72:3531–3542
Kulichevskaya IS, Milekhina EI, Borzenkov IA, Zvyagintseva IS, Belyaev SS (1992) Oxidation of petroleum hydrocarbons by extremely halophilic archaeobacteria. Microbiology 60:596–601
Kunznetsov VD, Zaitesve TA, Vakulenko LV, Filippova SN (1992) Strepromyces albiazalis sp nov. L a new petroleum hydrocarbon degrading species of thermo-and halotolerant Streptomyces. Microbiology 61:62–67
Le Borgne S, Paniagua D, Vazquez-Duhalt R (2008) Biodegradation of organic pollutants by halophilic bacteria and archaea. J Mol Microbiol Biotechnol 15:74–92
Lefebvre O, Moletta R (2006) Treatment of organic pollution in industrial saline wastewater: a literature review. Water Res 40:3671–3682
Magot M, Ollivier B, Patel BKC (2000) Microbiology of petroleum reservoirs. Antonie van Leeuwenhoek 77:103–116
Margesin R, Schinner F (2001) Biodegradation and bioremediation of hydrocarbons in extreme environments. Appl Microbiol Biotechnol 56:650–663
Mevarech M, Werczberger R (1985) Genetic transfer in Halobacterium volcanii. J Bacteriol 162:461–462
Oren A (2002) Diversity of halophilic microorganisms: environments, phylogeny, physiology, and applications. J Ind Microbiol Biotechnol 28:56–63
Oren A, Gurevich P, Azachi M, Hents Y (1992) Microbial degradation of pollutants at high salt concentrations. Biodegradation 3:387–398
Pieper D, Reineke W (2000) Engineering bacteria for bioremediation. Curr Opin Biotechnol 11:262–270
Radwan SS (2009) Phytoremediation for oily desert soil. In: Singh A, Kuhad RC, Ward OP (eds) Advances in applied bioremediation. Springer, Berlin
Ramos JL, Duque E, Gallegos MT, Godoy P, Ramos-Gonzalez MI, Rojas A, Teran W, Segura A (2002) Mechanisms of solvent tolerance in gram-negative bacteria. Annu Rev Microbiol 56:743–768
Rehm HJ, Reiff I (1981) Mechanisms and occurrence of microbial oxidation of long-chain alkanes. Adv Biochem Eng 19:175–216
Riis V, Kleinsteuber S, Babel W (2003) Influence of high salinities on the degradation of diesel fuel by bacteria consortia. Can J Microbiol 49:713–721
Rosenberg E (2006) Hydrocarbon-oxidizing bacteria. In: Dworkin M, Falkow S, Rosenberg E, Schleifer K-H, Stackebrandt E (eds) The prokaryotes, a handbook on the biology of bacteria, vol Vol. 2, 3rd edn edn. Springer, Berlin, pp 564–577
Stan-Lotter H, Pfaffenhuemer M, Legat A, Busse HJ, Radax C, Gruber C (2002) Halococcus dombrowskii sp nov., an archaeal isolate from a Permian alpine salt deposit. Int J Syst Evol Microbiol 52:1807–1814
Tapilatu YH, Grossi V, Acquaviva M, Militon C, Bertrand J-C, Cuny P (2010) Isolation of hydrocarbon-degrading extremely halophilic archaea from an uncontaminated hypersaline pond (Camarque, France). Extremophiles 14:225–231
Usami R, Fukushima T, Mizuki T, Yoshida Y, Inoue A, Horikoshi K (2005) Organic solvent tolerance of halophilic archaea, Haloarcula strains: effects of NaCl concentration on the tolerance and polar lipid composition. J Biosci Bioeng 99:169–174
Van Hamme JD, Singh A, Ward O (2003) Recent advances in petroleum microbiology. Microbiol Mol Biol Rev 67:503–549
Vetriani C, Jannasch HW, MacGregor BJ, Stahl DA, Reysenbach AL (1999) Population structure and phylogenetic characterization of marine benthic archaea in deep-sea sediments. Appl Environ Microbiol 65:4375–4384
Von Wedal RJ, Mosquera JF, Goldsmith CD, Hater GR, Wong A, Fox TA, Hunt WT, Paulies MS, Quiros JM, Wiegand JW (1988) Bacterial biodegradation of petroleum hydrocarbons in ground water: in situ augmented bioreclamation with enrichments isolates in California. Water Sci Technol 20:501–503
Ward DM, Brock TD (1978) Hydrocarbon biodegradation in hypersaline environments. Appl Environ Microbiol 35:85–90
Whitehouse BG (1984) The effects of temperature and salinity on the aqueous solubility of polynuclear aromatic hydrocarbons. Mar Chem 14:319–332
Yang L, Lai CT, Shieh WK (2000) Biodegradation of dispersed diesel fuel under high saline conditions. Water Res 34:3303–3314