Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học của các chủng vi khuẩn phân hủy 1,2-dicloroethane phân lập tại Việt Nam

Trong bài viết này, chúng tôi trình bày các kết quả về phân lập một số chủng vi khuẩn có khả năng phân hủy 1,2-DCE tại Việt Nam. 1,2-dicholoroethane (1,2-DCE) là một hoạt chất có trong các thuốc bảo vệ thực vật và là chất có khả năng gây ung thư đối với người và gây ô nhiễm cho môi trường.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học của các chủng vi khuẩn phân hủy 1,2-dicloroethane phân lập tại Việt NamTẠP CHÍ SINH HỌC 2013, 35(3se): 88-93NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CỦA CÁC CHỦNGVI KHUẨN PHÂN HỦY 1,2-DICLOROETHANE PHÂN LẬP TẠI VIỆT NAMPhạm Thị Vui, Phạm Thị Hoa, Phạm Bảo Yên, Nguyễn Quang Huy*Trường Đại học Khoa học tự nhiên, ĐHQG Hà Nội, *huynq17@gmail.comTÓM TẮT: 1,2-dicholoroethane (1,2-DCE) là một hoạt chất có trong các thuốc bảo vệ thực vật và là chấtcó khả năng gây ung thư đối với người và gây ô nhiễm cho môi trường. Việc loại bỏ 1,2-DCE trong môitrường được tiến hành bằng nhiều phương pháp khác nhau, trong đó, bằng phương pháp sinh học thôngqua việc sử dụng các vi khuẩn có trong tự nhiên mang lại hiệu quả kinh tế và tính bền vững cao. Từ cácmẫu đất và nước thải thu được ở các khu vực có sử dụng thuốc bảo vệ thực vật tại Hà Nội, chúng tôi đãphân lập được 45 chủng vi khuẩn trên môi trường khoáng bổ sung 1,2-DCE là nguồn cacbon duy nhất.Hai chủng vi khuẩn ký hiệu R9, S15 được xác định là các chủng có hoạt tính mạnh nhất. Dựa vào đặcđiểm hình thái khuẩn lạc, tế bào, đặc điểm sinh lý, sinh hóa và kết quả giải trình tự gen 16S ARNr chothấy chủng R9 thuộc chi Klebsiella, chủng S15 thuộc chi Pseudomonas với độ tương đồng 99% với cácloài trong ngân hàng gen. Chủng R9 phát triển tốt trong khoảng nhiệt độ từ 23 đến 30°C, còn chủng S15 là30-37°C. Nồng độ cơ chất 1,2-DCE tối ưu cho hai chủng R9, S15 sinh trưởng là 5 mM.Từ khóa: Klebsiella, Pseudomonas, 1,2-dicholoroethane, môi trường, ô nhiễm, phân hủy, phân lập.MỞ ĐẦUHiện nay, việc sản xuất và sử dụng các hợpchất halogen trong đó có hợp chất 1,2dichloroethane (1,2-DCE) trong các ngànhcông, nông nghiệp ngày một gia tăng. Hợp chấtnày được sử dụng trong thành phần các thuốcbảo vệ thực vật hoặc là các loại dung môi, hóachất tổng hợp. Theo các nghiên cứu của Fetzner& Lingens (1994) [3], Olaniran et al. (2004) [6]hợp chất 1,2-DCE dễ cháy, có tính tan thấptrong nước và hầu như không thể phân hủy tựnhiên trong môi trường. Nghiên cứu củaDoucette et al. (2010) [2] và Hunkeler et al.(2005) [5] cho thấy, hợp chất này có khả nănggây ung thư cho người cũng như các sinh vậttrong hệ sinh thái. Các phương pháp vật lý vàhóa học đã được áp dụng trong việc phân hủy1,2-DCE, thường có giá thành cao và chưamang tính bền vững. Sử dụng phương pháp sinhhọc thông qua các nhóm vi sinh vật khác nhaucó khả năng phân hủy 1,2-DCE trong tự nhiênlà một giải pháp đang được chú ý trong thờigian gần đây [3, 10]. Các nghiên cứu củaGovender & Pillay (2011) [4], Olaniran et al.(2004) [6], Song et al. (2003) [7] đều chỉ ra rằngtrong tự nhiên tồn tài nhiều loài vi sinh vật cókhả năng phân hủy 1,2-DCE như Bacillussubtilis,Comamonastestosterone,Pseudomonas plecoglossicida và Burkholderia88sp.. Một số loài vi khuẩn như Pseudomonaspavonacae, Xantobacter autotrophicus GJ10,Ancylobacter aquaticus có khả năng sử dụng1,2-DCE như là nguồn cacbon duy nhất trongquá trình sinh trưởng và trong chúng mang cácgen mã hóa cho các enzyme phân giải 1,2-DCE[8]. Tại Việt Nam, các nghiên cứu phân lập cácchủng vi khuẩn có khả năng sử dụng chuyểnhóa hợp chất chứa clo cũng như phân giải 1,2DCE còn chưa nhiều. Trong nghiên cứu này,chúng tôi trình bày các kết quả về phân lập mộtsố chủng vi khuẩn có khả năng phân hủy 1,2DCE tại Việt Nam.VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨUVật liệuCác mẫu đất và nước được thu thập từ cácđịa điểm: làng hoa Tây Tựu, Từ Liêm và điểmtập trung rác thải tại khu vực Cầu Diễn, TừLiêm, Hà Nội.Chất1,2 Dichloroethane được mua của hãngProlabo, Hoa Kỳ. Các hóa chất khác đều đạttiêu chuẩn cho nghiên cứu.Phương phápPhân lập, tuyển chọn các chủng vi sinh vậtMôi trường khoáng cơ bản (MGB) đượcchuẩn bị theo Hunkeler et al. (2005) [5] gồmK2HPO4.3H2O: 42,5 g; NaH2PO4.2H2O: 10 g vàPham Thi Vui, Pham Thi Hoa, Pham Bao Yen, Nguyen Quang Huy(NH4)2SO4: 20 g; nước cất 1 lít. Thành phần cácnguyên tố vi lượng được chuẩn bị ở nồng độgấp 10 lần (10X) bổ sung vào MGB bao gồmMgSO4.7H2O: 2 g; FeSO4.7H2O: 120 mg;MnSO4.4H2O: 3 mg;ZnSO4.H2O:18 mg;CoCl2.6H2O: 10 mg và nước cất 1 lít.Các chủng vi khuẩn được phân lập bằngphương pháp làm giàu: mẫu thu thập được đưavào môi trường MGB có bổ sung các nguyên tốvi lượng và 1,2-DCE nồng độ 5 mM và nuôicấy lắc trong 5 ngày, tốc độ lắc 160 vòng/phút ởnhiệt độ 30oC theo Govender & Pillay (2011)[4]. Cấy chuyển 1 ml dung dịch nuôi cấy sangmôi trường mới và tiếp tục nuôi trong 5 ngày.Pha loãng dịch nuôi và cấy trải trên môi trườngMGB thạch có bổ sung 1,2-DCE. Lựa chọn cáckhuẩn lạc phát triển tốt sau 24 giờ cho cácnghiên cứu tiếp theo.Phương pháp đo vòng sinh trưởng trên môitrường MGB thạch được sử dụng kết hợp vớikhả năng phát triển và tạo màu trên môi trườngcó bromothymol blue nhằm chọn lọc các chủngcó khả năng phân giải tốt 1,2-DCE. Môi trườngchọn lọc có bổ sung thạch và chất chỉ thị màubromothymol blue nồng độ 20 g L-1 được dùngtrong tuyển ...