zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Khoa Học Tự Nhiên

Phân lập một số chủng vi khuẩn có khả năng phân hủy polyoxyethylene tallow amine tại Việt Nam

Chia sẻ: Lý Mân Hạo | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Báo xấu

24
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nghiên cứu này cho thấy rằng POEA gây ảnh hưởng đến màng của động vật thuỷ sinh như cá và động vật lưỡng cư có màng khi tiếp xúc với POEA và gây phá hủy hormone của các động vật lưỡng cư. Để hạn chế sự ảnh hưởng của POEA đến sức khỏe con người cũng như các loài động vật thủy sinh các phương pháp xử lý POEA cần được quan tâm và nghiên cứu. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Phân lập một số chủng vi khuẩn có khả năng phân hủy polyoxyethylene tallow amine tại Việt Nam

Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ 21 năm 2019 Kỷ yếu khoa học PHÂN LẬP MỘT SỐ CHỦNG VI KHUẨN CÓ KHẢ NĂNG PHÂN HỦY POLYOXYETHYLENE TALLOW AMINE TẠI VIỆT NAM Châu Mỹ Quân*, Phạm Thị Thanh Trà Trường Đại học Tôn Đức Thắng * Tác giả liên hệ: myquan1224@gmail.com TÓM TẮT Polyoxyethylene tallow amine (POEA) là chất hoạt động bề mặt được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghiệp như chất �� rửa, chất �� nhờn, chất bôi trơn, công nghệ nhuộm, chất nhũ hóa, chất tạo bọt,... Lĩnh vực nông nghiệp POEA thường được thêm vào các sản ��ã ��ì ợc để tăng hoạt lực của các chất có hoạt tính và thường được gọi là thành phần trơ sinh học. Tuy nhiên, theo nhiều nghiên cứu cho thấy rằng POEA gây ảnh hưởng đến màng của động vật thuỷ sinh như cá và động vật lư�ng cư có màng khi tiếp xúc với POEA và gây phá hủy hormone của các động vật lư�ng cư. Để hạn chế sự ảnh hưởng của POEA đến sức khỏe con người cũng như các loài động vật thủy sinh các phương pháp xử lý POEA cần được quan tâm và nghiên cứu. Phương pháp xử lý sinh học, sử dụng vi sinh vật để phân hủy POEA được chú ý vì không gây hại đến con người và giúp bảo vệ môi trường. Trong nghiên cứu này, chúng em đã phân lập được bảy chủng vi k�� gram âm có khả năng sử dụng POEA làm nguồn Carbon duy nhất từ các mẫu đất nông nghiệp tại ba vùng là Bến Lức, Bình Phước, Long An. Ba chủng vi k�� có khả năng phát triển mạnh nhất được lựa chọn để định danh dựa trên 16S rRNA gene. Trình tự của ba chủng vi k�� đã được đưa lên Genbank với các số truy cập là: Pantoea dispersa BL (MN153809), Klebsiella pneumoniae BP (LR588411.1), Kosakonia oryzae LA (MK530094.1). Các đánh giá về khả năng phân hủy POEA đối với các chủng vi k��ì ợc tiến hành để làm rõ cơ chế phân hủy POEA của các chủng vi k�� Từ khóa: Chất hoạt động bề mặt, Polyoxyethylene tallow amine, POEA, phân hủy sinh học. ISOLATION OF BACTERIAL STRAINS ABLE TO DEGRADE POLYOXYETHYLENE TALLOW AMINE IN VIET NAM Chau My Quan*, Pham Thi Thanh Tra Ton Duc Thang University * Corresponding Author: myquan1224@gmail.com ABSTRACT Polyoxyethylene tallow amine (POEA) is a surfactant that is commonly used in industrial fields such as detergents, degreasers, lubricants, dyeing technology, emulsifiers, foaming agents, etc. In agricultural fields, POEA is added to agrochemical formulation to increase active component and is commonly referred to as inert biocompatibility. However, studies have shown that POEA affects membranes of aquatic animals such as fish and amphibians when exposed to POEA and destroys the hormones of amphibians. Therefore, POEA treatmentconcerned and studied. Bioremediation of POEA will be an enviromentally favorable method to restore enviroments. In this study, seven strains gram-negative bacterial strains that are able to use POEA at sole Carbon source were isolated from agricultural soil samples of regions: Ben Luc district, Binh Phuoc province, Long An province. Three bacterial strains with the high ability grow on POEA were selected for sequencing and identification. The sequences of the three bacterial strains were deposited in Genbank with the accession numbers: Pantoea dispersa BL (MN153809), Klebsiella pneumoniae BP (LR588411.1), Kosakonia oryzae LA (MK530094.1). Futher study on biodegradation of POEA using these strains are investigated to get a better understanding of POEA biodegration pathway. Keywords: Surfactant, Polyoxyethylene tallow amine, POEA, biodegrading. 85
Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ 21 năm 2019 Kỷ yếu khoa học TỔNG QUAN mặt không chứa ion, thuộc nhóm Alkylamine Polyoxyethylene tallow amine (POEA), (Số ethoxylates (ANEOs), được sử dụng rộng rãi CAS 61791-26-2): là một chất hoạt động bề trong các loại thuốc bảo vệ thực vật. Hình 1. Công thức cấu tạo của POEA POEA được tổng hợp từ các acid béo được VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN chuyển đổi thành các amine béo và sau đó CỨU phản ứng với ethylene oxide. Phân tử POEA Vật liệu bao gồm một amine bậc 3 làm trung tâm, một POEA từ công ty Sino Japan Chemical- nhánh bao gồm nhóm tallow và hai nhánh các Taiwan với độ tinh khiết 99% được sử dụng đơn vị ethoxylate lặp lại (Hình 1). Nhóm chức dùng để đánh giá sự phân hủy của vi khuẩn. tallow amine là hỗn hợp của các amine bắt Các thí nghiệm trong nghiên cứu này sử dụng nguồn từ acid palmitic, acid oleic, acid stearic môi trường nuôi cấy: và các thành phần phụ khác. Độ dài của chuỗi Môi trường M9, thành phần 1 lít môi trường ethoxylate thay đổi theo các hỗn hợp kỹ thuật M9 stock 5X bao gồm: 30 g Na2HPO4.2H2O, khác nhau và có thể cung cấp các tính chất vật 15 g KH2PO4, 5 g NH4Cl, 2.5 g NaCl. Bổ sung lý khác nhau. Mặc dù POEA là một chất hoạt thêm POEA để làm nguồn Carbon cho vi động bề mặt không ion, amine bậc ba có thể khuẩn. hoạt động như một base và trở thành proton Môi trường LB Agar, thành phần 1 lít môi trong điều kiện acid trung tính; hằng số phân trường LB Agar: 10 g Peptone, 5 g Cao nấm ly acid (pKa) khoảng 6.5 -7.0. men, 10 g NaCl, 20 g Agar. Hiện nay, trên thế giới có rất ít nghiên cứu về Môi trường nuôi cấy cùng với các môi trường hoạt tính, độc tính cũng như phương pháp xử pha loãng đều đươc hấp khử trùng ở 121˚C lý POEA. Hiện tại mới chỉ có một nhóm 1atm trong 30 phút. nghiên cứu về khả năng phân hủy POEA, Phương pháp trong đó nhóm tác giả Rokade và Mali (2012) Phân lập và quan sát đặc điểm hình thái vi đã phân lập ra chủng vi khuẩn Pseudomonas k�� desmolyticum NCIM 2112 có khả năng phân Các chủng vi khuẩn trong nghiên này được hủy tallow amine ethoxylate thành phân lập từ đất nông nghiệp có sử dụng thuốc ethylenmine và acetamid. diệt cỏ của các vùng: Bình Phước (BP), Long Tại Việt Nam chưa có bất kỳ nghiên cứu về An (LA), Bến Lức (BL) nơi có mức độ sử phương pháp xử lý, phân hủy POEA mặt dù dụng thuốc trừ cỏ cao trong nhiều năm. Chọn lượng tiêu thụ các chất bảo vệ thực vật của lọc ra các chủng vi khuẩn có khả năng phát chúng ta là rất lớn. Hiện tại các tác động của triển mạnh và có hình thái khuẩn lạc khác chất hóa học lên sức khỏe con người và môi nhau để tiến hành nghiên cứu. Quan sát đặc trường ngày càng được quan tâm nên hướng điểm hình thái khuẩn lạc và nhuộm Gram để xử lý môi trường với các biện pháp sinh học quan sát đặc điểm của vi khuẩn. thân thiện với môi trường được chú ý. Phương pháp phân tích Trong nghiên cứu này, phương pháp xủ lý Môi trường M9 chứa 0.1% POEA được sử POEA sử dụng các chủng vi khuẩn phân lập dụng để nuôi cấy vi khuẩn, sự tăng trưởng của tại Việt Nam được tiến hành. các chủng vi khuẩn được xác định bằng cách Trong đó các chủng vi khuẩn sẽ được phân lấy 0.5 ml mẫu môi trường nuôi cấy đo quang lập, định danh và đánh giá khả năng xử lý phổ hấp thụ ở OD 600 nm bằng máy đo quang POEA. phổ GENESYS 10S UV-Vis. 86
Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ 21 năm 2019 Kỷ yếu khoa học Giải trình tự và định danh các chủng vi khuẩn ở các điều kiện khác nhau và chọn được khuẩn điều kiện tối ưu nhất để vi khuẩn tăng trưởng. Các chủng vi khuẩn được giải trình tự là chủng phát triển tốt nhất trong môi trường M9 với KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 0.1% POEA.Vi khuẩn được giải trình tự 16S Kết quả phân lập vi khuẩn rRNA theo phương pháp Sanger tại công ty Ban đầu trong các mẫu đất sẽ có khoảng 108 Phù Sa Biochem. Sau khi giải trình tự, chủng đến 1010 vi sinh vật, trải qua 4 lần ủ và phân vi khuẩn được định danh dựa trên trình tự 16S lập trong môi trường M9 số lượng vi sinh vật rRNA bằng cách dùng công cụ BLAST trên sẽ giảm xuống còn khoảng 102 đến 105, đồng ngân hàng dữ liệu NCBI (National Center for thời việc bổ sung thêm 0.1% POEA giúp phân Biotechnology Information). Trình tự 16S lập được một số vi sinh vật chỉ có khả năng sử rRNA được căn chỉnh bằng các phần mềm dụng POEA là nguồn Carbon duy nhất. BioEdit, Clustal X phiên bản 2.0.3 và tiến Sau khi cấy trang và ủ trong 24 giờ ở nhiệt độ hành xây dựng cây phân loài với các trình tự phòng, sẽ có các chủng vi sinh vật khác nhau 16S rRNA của các chủng vi khuẩn đã công bố bao gồm nấm mốc và vi khuẩn trong cùng một trên thế giới về khả năng phân huỷ thuốc trừ môi trường, các khuẩn lạc quan sát được đa số cỏ. có dạng hình tròn, nhỏ, hơi lồi màu trắng đục Khảo sát các điều kiện tối ưu cho sự tăng và màu hơi vàng. trưởng của các chủng v�� Lựa chọn ra được 48 chủng vi khuẩn có hình Nồng độ POEA: Sử dụng môi trường M9 có thái khuẩn lạc khác nhau để cấy vạch nhằm chứa POEA ở các nồng độ: 0.01%, 0.05%, mục đích sàng lọc và làm thuần các chủng vi 0.1%, 0.5%, 1%, 5%, khuẩn khác nhau. Nguồn Nitơ: thay thế nguồn nitơ trong môi Xây dựng đường cong sinh trưởng của vi trường M9 bằng các nguồn: Urea, NH4Cl, khuẩn (NH4)2SO4 và bổ sung 0.5% POEA. Xây dựng đường cong sinh trưởng của 48 Nuôi cấy trong 72 giờ, sự tăng trưởng của các chủng vi khuẩn sau khi làm thuần đã ghi nhận chủng vi được xác định bằng cách lấy 0.5 ml lại qua 48 giờ. Dựa vào sự phát triển 48 chủng mẫu môi trường nuôi cấy đo quang phổ đo độ vi khuẩn ta chọn lọc được 7 chủng vi khuẩn hấp thụ ở OD 600 nm bằng máy đo quang phổ phát triển tốt nhất trong môi trường nuôi cấy GENESYS 10S UV-Vis. Mỗi nghiệm thức lập M9 bổ sung 0.1% POEA: BL10-3 tube 1 và lại 3 lần, lấy giá trị trung bình. Xây dựng đồ tube 4, BP10-3 tube 1 và tube 4, LA10-3 tube 1, thị để so sánh sự tăng trưởng của các chủng vi LA10-5 tube 1 và tube 4. 0.800 BL 10-3 tube1 0.600 BL 10-3 tube4 BP 10-3 tube1 OD(600nm) 0.400 BP 10-3 tube4 LA 10-3 tube1 0.200 LA 10-5 tube1 0.000 LA 10-5 tube4 0 12h 24h 36h 48h Bacillus -0.200 Pseudomonas Time (hours) Hình 2. Đồ thị thể sự phát triển của 7 chủng vi khuẩn được sàng lọc từ 48 chủng vi khuẩn sau 48 giờ nuôi cấy Theo đồ thị (hình 2) 7 chủng được chọn lọc có diễn có xu hướng đi lên để giải trình tự và định thể thấy được sự tăng trưởng mạnh mẽ của 3 danh. Và Trong nghiên cứu hai chủng vi chủng vi khuẩn: BL10-3 tube 1, BP10-3 tube 1, khuẩn Bacillus subtilis, Pseudomonas LA10-3 tube 1. Phát triển cao nhất là mẫu aeruginosa dùng làm đối chứng, theo đồ thị BL10-3 tube 1 đạt được khoảng 0.6 ở OD thấy được hai chủng vi khuẩn làm mẫu đối 600nm tiếp theo là mẫu LA10-3 tube 1 và mẫu chứng không có khả năng phát triển trên môi BP10-3 tube 1. Dựa và đồ thị và hình thái trường chứa POEA là nguồn Carbon duy nhất. khuẩn lạc chọn lọc ra được 3 chủng vi khuẩn Đặc điểm hình thái của vi khuẩn có khả năng phát triển mạnh và đường biểu 87
Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ 21 năm 2019 Kỷ yếu khoa học Kết quả 3 chủng vi khuẩn sau khi nhuộm đại 100X có thêm dầu soi cả 3 chủng vi khuẩn Gram quan sát dưới kính hiển vi ở độ phóng đều thuộc Gram âm. Hình 3. Kết quả nhuộm Gram của 3 chủng vi khuẩn tương ứng từ trái sang phải là: Bến Lức, Bình Phước, Long An Đặc điểm khuẩn lạc quan sát được là khuẩn BP10-3 tube 1, LA10-3 tube 1 có màu trắng lạc ở mẫu BL10-3 tube 1 có màu vàng, còn lại đục. Hình dạng tròn. Bề mặt nhẵn, bóng. Hình 4. Đặc điểm hình thái khuẩn lạc của 3 chủng vi khuẩn tương ứng từ trái sang phải là: Bến Lức, Bình Phước, Long An Kết quả định danh liệu ngân hàng Genebank của NCBI với kết Trình tự gen 16S rRNA của 3 chủng vi trong quả như bảng 1. nghiên cứu này được giải và gửi vào cơ sở dữ Bảng 1. Kết quả định danh của các chủng vi khuẩn có khả năng sử dụng POEA STT Ký hiệu Nguồn Độ tương Các dòng vi khuẩn trên Định danh gốc đồng cơ sở dữ liệu 1 BL10-3 Bến Lức 99.41% Pantoea dispersa RIBB- Pantoea dispersa tube 1 SCM12 (MK905711.1) BL (MN153809) 2 BP10-3 Bình 99.78% Klebsiella pneumoniae Klebsiella tube 1 Phước NCTC9170 pneumoniae BP (LR588411.1) (MN156286) 3 LA10-3 Long An 99.93% Kosakonia oryzae VKA4 Kosakonia oryzae tube 1 (MK530094.1). LA (MN156288) KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ (LR588411.1), K.oryzae LA (MK530094.1). Ba chủng vi khuẩn phân lập được đều là vi Các chủng vi khuẩn phân lập được có khả khuẩn Gram âm, được sàng lọc từ các mẫu đất năng phân hủy POEA và phát triển trong điều nông nghiệp của ba vùng Bến Lức, Bình kiện bình thường, tạo điều kiện thuận lợi cho Phước, Long An nơi có mức độ sử dụng thuốc việc ứng dụng nghiên cứu này vào thực tiễn diệt cỏ cao. Trong nghiên cứu này, từ 48 để xử lý các vấn đề môi trường trong tương chủng vi khuẩn ban đầu đã phân lập được 3 lai. Việc sử dụng vi khuẩn trong quá trình chủng vi khuẩn phát triển mạnh nhất. Trình tự phân hủy sinh học POEA không chỉ hiệu quả 16S rRNA gen được giải và dùng để định về mặt chi phí mà còn đảm bảo an toàn về mặt danh, ba chủng được xác định là: P.dispersa sinh thái. BL (MN153809), K.pneumoniae BP 88
Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ 21 năm 2019 Kỷ yếu khoa học Cần tiến hành thêm các nghiên cứu để khảo trường có các điều kiện phát triển tối ưu nhất. sát sự tương tác giữa các yếu tố ảnh hưởng đến Nghiên cứu thêm về khả năng phân hủy sự phát triển của các chủng vi khuẩn sau khi POEA và tỷ lệ POEA được vi khuẩn phân giải đã khảo sát từng yếu tố riêng lẻ để được môi bằng phương pháp HPLC. TÀI LIỆU THAM KHẢO TUSH, D., M.T.J.E.S. MEYER, AND TECHNOLOGY, Polyoxyethylene tallow amine, a glyphosate formulation adjuvant: soil adsorption characteristics, degradation profile, and occurrence on selected soils from agricultural fields in Iowa, Illinois, Indiana, Kansas, Mississippi, and Missouri. 2016. 50(11): p. 5781-5789. TUSH, D., K.A. LOFTIN, AND M.T.J.J.O.C.A. MEYer, Characterization of polyoxyethylene tallow amine surfactants in technical mixtures and glyphosate formulations using ultra- high performance liquid chromatography and triple quadrupole mass spectrometry. 2013. 1319: p. 80-87. KEDAR, B. AND V.J.I.R.J.O.B.S. GAJANAn, Biodegradation of tallowamine ethoxylate by Pseudomonas desmolyticum NCIM 2112. 2012. 1(4): p. 56-60. 89

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.