mikroorganizmi važni za bioremedijacijuhelix.chem.bg.ac.rs/zf/lect/zf2018_gojgic_cvijovic.pdf ·...
TRANSCRIPT
Mikroorganizmi važni za bioremedijaciju
Dr Gordana Gojgić-Cvijović, naučni savetnikInstitut za hemiju, tehnologiju i metalurgijuBeograd
Seminar i radionica Zaštita životne sredine prevencija, monitoring i remedijacija - svetska i naša iskustva- 21.novembar 2018.
BioremedijacijaDefinicija, vrste, prednosti, nedostaci
o Tehnologija koja omogućava uklanjanje toksičnih supstanci iz životne sredine
o Bioremedijacija/Fitoremedijacijao Ekonomski isplativa, zelena tehnologijao Nije uvek efikasna i nije uvek primenljiva, relativno spora
Biološki agens koji se primenjuje zavisi od vrste supstrata
o Supstrat Proizvod
o Organski polutant (ugljovodonici, PAH-ovi, pesticidi, halogenovana jedinjenja... ) Ugljen-dioksid i voda
o Neorganski polutant Netoksičan oblik
Bioremedijacija ugljovodonika
Referenca: Abatenh et al., Open J. Environ. Biol. 2 (2017) 38-46
Bioremedijacija boja, teških metala i pesticida
Referenca: Abatenh et al., Open J. Environ. Biol. 2 (2017) 38-46
Diverzitet metaboličkih puteva
o Bakterijeo Gljiveo Pojedinačne kulture/Mikrobne
zajedniceo Veliki broj metaboličkih putanjao Kometabolizam
Degradacija n-alkanaa,b – aerobna; c,d -anaerobnaalkB
Aerobna degradacija aromatičnih jedinjenja
Ref. Fuentes et al., Appl. Microbiol. Biotechnol. 98 (2014) 4781-94
nah, bph, ndoB, nidA, phd...
Biodegradacija lindana Specifičnosti metaboličkih kapacitetagljiva za bioremedijaciju
Reference: Nagata et al., Appl. Microbiol. Biotechnol. 4 (2007) 741-52; Deshmukh et al., Ind J. Microbiol. 56 (2016) 247-64.
Identifikacija mikroorganizama “ključnih igrača”
• Klasične metode gajenja (selektivne podloge, enrichment)
• Molekulske metode
Uzorak zemljišta
Izolovanje DNK
PCR-zavisne metode PCR-nezavisne metode
PCR amplifikacija Metagenomske biblioteke
o 16S rDNA PCR fragmentio Katabolički genotipi(DGGE, TGGE...)
Illumina sekvenciranje u analizi mikrobnih zajednica
Bakterije, 16S rDNA, V3-V4
Referenca: Spini et al., Front Microbiol. 9 (2018) 2543
Illumina sekvenciranje u analizi mikrobnih zajednica
Gljive, ITS2
Referenca: Spini et al., Front Microbiol. 9 (2018) 2543
Bioaugmentacija
Sposobnost za biodegradaciju-biotransformaciju
Sposobnost za preživljavanje
Imobilizovane ćelije (alginat, hitozan, hitin, piljevina, slama...)
Varjani et al,. Internat Biodeterior Biodegrad 120 (2017) 71
Primer laboratorijskog eksperimenta biodegradacije Izolovanje čistih kultura metodom enrichment-a
Identifikacija izolovanih sojeva
Bacillus licheniformis (JF826527), Bacillus cereus (JF826526), Pseudomonas grimontii (JF826528). Micromonospora aurantiaca (JF826530), Achromobacter spanius (JF826529)
U eksperimentu je ispitivan efekat biostimulacije i
dodatka biosurfaktanta na stepen biodegradacije.
Bioaugmentacija konzorcijom koji čine izolovani sojevi.
Supstrati: naftni mulj, peskovito zemljište kontaminirano naftnim ugljovodonicimaReferenca :G. Gojgic-Cvijovic et al., Biodegradation,
Biodegradation (2012) 23 :1-14
Primer bioremedijacije na industrijskom nivou
Pseudomonas, Acinetobacter Bacillus, Micrococcus, Rhodococcus, Oerskovia, Gordonia,Micromonospora, Sphingobacterium, Cupriavidus, Enterobacter, Comamonas, Achromobacter,Ochrobactrum…..
Rast na selektivnim podlogama Bakterije, gljive, Pseudomonas, aktinomicete, MO koji koriste dizel gorivo kao jedini izvor C, MO koji degraduju fenantren, MO koji degraduju celulozu, MO koji degraduju lignin...
Reference:Milic et al., J Serb Chem Soc 74 (2009) 455 Beskoski et al., Chemosphere 83 (2011) 34
Proizvodi mikrobnog metabolizma
o BiosurfaktantiRamnolipidi, trehalolipidi, soforolipidi
o Egzopolisaharidi (zaštita od isušivanja, toksičnih supstanci)alginat, ksantan, gelan, levan….
o Siderofore (biodostupnost Fe)o Pigmenti (zaštita od štetnog zračenja, teških metala)
Adsorpcija RL Smanjenje napona između faza Građenje micela Povećanje stepena vlažnosti
Ramnolipidni biosurfaktantiPseudomonas aeruginosa, D1,D2,D3,67 (JN995661-4)
Referenca: Rikalovic et al., J.Surfact Deterg. 16 (2013) 637-682
Rha - Rha -C10-C10
• Zaštita životne sredine i rudarstvo
• Farmacija, kozmetika, poljoprivreda
Mikrobni polisaharid levan
Bacillus licheniformis NS032 (JF826527)
Rast na saharoznim supstratima
• Imunomodulatorsko, antikarcinogeno,prebiotsko, antioksidativno dejstvo
• Niski viskozitet, adhezivnost, biokompatabilnost
Prehrambena industrija, farmacije, medicina, Kozmetika, zaštita životne sredine
Reference: Gojgic-Cvijovic et al., Int. J. Biol. Macromol. 121 (2019) 142–151.
Karotenoidni pigmenti aktinobakterija
o Rhodococcus sp. CHP-NR31 (NR, Rhodococcus cerastii,JX965395.1)
o Dietzia cercidiphylli (B2)
0
0.2
0.4
0.6
225 325 425 525 625
Ap
sorb
an
ca
Talasna dužina (nm)
Mikrobni pigmenti su interesantni za prehrambenu i tekstilnu industiju zbognetoksičnosti, biodegradabilnosti i biokompatabilnosti.
Hvala na pažnji!