مقایسۀ رفتاری باکتری نمک دوست نسبی (H. elongata DSM 2581) ، تحمـــل پـــذیر نمک (E. faecalis PTCC 1237) و غیـــر نمـــک دوست (P. aeruginosa PTCC 1074) در حذف تلوریت در حضـور سلنو اکسی آنیون ها و ارسنات
محورهای موضوعی : مدیریت محیط زیست
زینب السادات متشرعی
1
()
محمد علی آموزگار
2
()
کلید واژه: H. elongata DSM 2581, E. faecalis PTCC 1237, P. aeruginosa PTCC 1074, تلوریت, سلنو اکسی آنیون, ارسنات,
چکیده مقاله :
میکروارگانیسم های نمک دوست، تحمل کننده نمک و غیر نمک دوست نقش مهمی در پاک سازی زیستی و تبدیلات زیستی عناصر فلزی سمی در محیط های آلوده دارند. شناسایی سویه های مقاوم به فلز و الگوهای حذف فلزی، اولین قدم در به کارگیری آن ها در فرایندهای پاک سازی زیستی است. در این مطالعه، حذف تلوریت و اثر اکسی آنیون های سمی سلنو اکسی آنیونی و ارسنات، در باکتری نمک دوست نسبی (H. elongate DSM 2581) ، تحمــل پذیـــر نمــک (E. faecalis PTCC 1237) و غیــر نمــک دوست (P. aeruginosa PTCC 1074) که دارای MIC نسبت به تلوریت به ترتیب 25/0 ، 8 و 25/0 میلی مولار بودند با استفاده از روش رنگ سنجی با معرف دی اتیل تیو کاربامات تعیین شد. سلنو اکسی آنیون ها در افزایش مقاومت H. elongata به تلوریت اثر مثبت داشتند به طوری که میزان مقاومت را از mM 25/0 در حضور mM 25 سلنیت یا سلنات به ترتیب به 18 و 3 میلی مولار افزایش دادند. در مورد E. faecalis نیز سلنیت در غلظت mM 25 و سلنات در غلظت mM 5 و ارسنات در غلظت mM 1/0 موجب افزایش میزان MIC تلوریت به ترتیب به mM 80، mM 16 و mM16 گردید. اما در گونۀ غیر نمک دوست P. aeruginosa افزودن هیچ کدام از سلنو اکسی آنیون ها، همین طور ارسنات میزان MIC نسبت به تلوریت را زیاد نکرد. در بررسی حذف تلوریت در محیط کشت مایع حاوی سلنیت یا سلنات و یا ارسنات مشاهده گردید که غلظت mM 50 سلنیت یا mM1 سلنات همراه با mM 1/0 تلوریت در گونۀ نمک دوست H.elongata سبب افزایش حذف تلوریت به میـــزان %21/48 و 74/25% در مقایســــه با محیط فقط دارای تلــوریت شــد. در گــونه E. faecalis غلظت های mM 1 سلنیت یا سلنات و یا mM 1/0 ارسنات همراه با mM 2/0 تلوریت، افزایش 2/2% ، 33/7% و 75% را به ترتیب در حذف تلوریت موجب گردید. بیشترین اثر مثبت سلنیت و سلنات در حذف تلوریت در باکتری Halomonas و کمترین آن در Enterococcus دیده شد. یک ویژگی منحصر به فرد در E. faecalis اثر مثبت ارسنات بر حذف تلوریت به میزان 75% بود که در دو باکتری دیگر دیده نشد. در مورد گونۀ غیر نمک دوستP.aeruginosa نیز mM 8 سلنیت یا mM 1 سلنات کارایی حذف تلوریت را در مقایسه با محیط فقط حاوی تلوریت، 35/34 % و 82/11% افزایش داد. در سه گونۀ مورد مطالعه، مقاومت همراه با احیایی تلوریت به تلوریوم عنصری مشاهده گردید و نتایج XRF و تحلیلگر EDS و مشاهدات میکروسکوپ الکترونی TEM نیز تأیید کردند که تلوریت در محیط، توسط گونه ها به تلوریوم عنصری احیای گردیده و به شکل گرانول های متراکم، درون سلول باکتری و معمولاً نزدیک غشای پلاسمای باکتری تجمع یافته است. از مقایسۀ رفتار سه گونه باکتریایی، از آن جا که تنها در گونه های نمک دوست و تحمل پذیر، نمک حضور اکسی آنیون های دیگر سبب افزایش مقاومت به تلوریت و حذف آن گردید، این گونه ها در مقایسه با گونه غیر نمک دوست P.aeruginosa کاندید بهتری برای حذف آلودگی تلوریت از محیط هستند.
Halophilous, halotolerant and non-halophilous microorganisms have important roles in bioremediation and transformation of toxic metal compounds in polluted environments. Identification of toxic metal-tolerant strains and their removal patterns are the first steps of applying them in the bioremediation processes. In the current study, telluride removal in three moderately halophilous, halotolerant and non-halophilous bacteria, Halomonas elongate DSM 2581, Enterococcus faecalis PTCC1237 and Pseudomonas aeruginosa PTCC1074, respectively, and the effects of selenooxyanions and arsenate on this removal, were determined by means of a colorimetric method using di-ethyl thio-carbamate. The strains H. elongate, E. faecalis and Ps. aeruginosa showed the maximum MIC to telluride as 0.25, 8 and 0.25 mM, respectively. In halophilous microorganism, H. elongata, selenooxyanions had a positive effect on increasing the telluride resistance, since K-telluride plus 25 mM Na-Selenite or Na-selenate were added together into the medium, tolerance to telluride was increased from 0.25 mM to 18 mM and from 0.25 mM to 3 mM, respectively , telluride tolerance in halotolerant strain ,E. faecalis, in the presence of 25 mM Se (IV) or 5 mM Se (VI) or 0.1 mM As (V) was increased and reached to 80 mM , 16 mM and 16 mM , respectively,but in Non-halophilous bacterium, Ps. aeruginosa adding 25 mM Se (IV) or 5 mM Se (VI) or 5 mM As (V) did not cause increasing of MIC of telluride. The ability of halophilous strain to telluride removal was increased in comparison of control condition (medium containing of just telluride) by 48/21% and 25.74% , when 0.1 mM Te(IV) plus 50 mM Se (IV) or 1 mM Se (VI) was used respectively. 0.2 mM Te (IV) plus 1 mM Se (IV) or 1 mM Se (VI) or 0.1 mM As (V) in E. faecalis can give rise 2.2% , 7.33% and 75% increase in Telluride removal, as well. The most positive effect of Selenite and Selenate in Telluride removal was observed in H. elongata and the lowest of it was observed in E. faecalis. A unique characteristic of E. faecalis in removing of Tellurite by 75% in the presence of Arsenate was the thing which observed only in E. faecalis but not in two other bacteria studied here. In the case of P. aeruginosa, 8 mM Se (IV) or 1 mM Se (VI) plus 0.1 mM Te (IV) can also cause higher increase in telluride removal by 34.35% and 11.82%, respectively. X-ray fluorescence (XRF) studies and scanning transmission electron microscopy examination using an EDS analysis system, demonstrated that the black and red deposits formed in bacterial cells, was metallic tellurium and selenium
