ice_heart97
New Member
Download Luận văn Nghiên cứu khả năng phân hủy 2,4,5-T và đặc điểm phân loại của chủng vi khuẩn phân lập từ các bioreactor xử lý đất nhiễm chất diệt cỏ/dioxin
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
PHẦN 1 TỔNG QUAN 3
1. Sự ô nhiễm của 2,4,5-T và 2,4-D 3
2. Đặc điểm và tính chất của 2,4,5-T và 2,4-D 5
2.1 Chất diệt cỏ 2,4,5-T 5
2.2 Chất diệt cỏ 2,4-D 7
3. Ảnh hưởng của 2,4,5-T, 2,4-D đến môi trường và con người 8
3.1 Ảnh hưởng của 2,4,5-T và 2,4-D tới môi trường 8
3.2 Ảnh hưởng của 2,4,5-T, 2,4-D đến con người 9
4. Một số phương pháp xử lý chất độc hóa học trong đó có 2,4,5-T và 2,4-D 9
4.1 Phương pháp xử lý chất độc hóa học bằng hóa học, lý học, cơ học 9
4.2 Phương pháp phân hủy sinh học 10
5. Khả năng phân hủy 2,4,5-T và 2,4-D của một số vi sinh vật 15
6. Phân loại vi sinh vật 21
6.1. Phân loại theo phương pháp cổ điển 21
6.2 Phương pháp phân loại bằng sinh học phân tử 22
PHẦN 2 VẬT LIỆU VÀ PHưƠNG PHÁP 25
1. Vật liệu, hóa chất, các thiết bị sử dụng trong nghiên cứu 25
1.1 Vật liệu 25
1.2 Hóa chất 25
1.3 Thiết bị, máy móc 25
2. Phương pháp nghiên cứu 26
2.1 Môi trường nuôi cấy 26
2.1.1 Môi trường SH1 dịch (g/l) 26
2.1.2 Môi trường SH1 thạch 26
2.1.3 Môi trường muối khoáng 26
2.1.4 Môi trường LB dịch 27
2.1.5 Môi trường LB thạch 27
2.1.6 Nước muối sinh lý 27
2.2 Phương pháp nuôi cấy và phân lập vi khuẩn từ mẫu đất nhiễm
chất diệt cỏ/dioxin trong bioreactor hiếu khí 27
2.2.1 Nuôi cấy làm giàu vi sinh vật 27
2.2.2 Phương pháp phân lập vi khuẩn 27
2.3 Nghiên cứu hình thái tế bào của chủng vi khuẩn 28
2.3.1 Nhuộm Gram 28
2.3.2 Quan sát hình thái tế bào dưới kính hiển vi điện tử quét 28
2.4 Phương pháp phân tích khả năng phân hủy 2,4,5-T 29
2.5 Phân loại vi khuẩn dựa trên so sánh trình tự gen mã hóa 16S rRNA 29
2.5.1 Phương pháp tách DNA tổng số từ vi sinh vật 29
2.5.2 Nhân đoạn gen 16S rRNA bằng phương pháp PCR 30
2.5.3 Điện di kiểm tra trên gel agarose 31
2.5.4 Tách dòng đoạn gen mã hóa 16S rRNA 31
2.5.5 Biến nạp DNA tái tổ hợp vào tế bào E.coli 31
2.5.6 PCR trực tiếp từ khuẩn lạc (colony–PCR) 32
2.5.7 Tách DNA plasmid theo Kit của hãng Fermentas 33
2.5.8 Xác định trình tự đoạn gen mã hóa 16S rRNA 34
2.5.9 Xây dựng cây phát sinh chủng loại 34
PHẦN 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 35
1. Nuôi cấy, phân lập chủng vi sinh vật từ mẫu đất nhiễm chất
diệt cỏ/dioxin trong bioreactor hiểu khí 35
1.1 Nuôi cấy, làm giàu tập đoàn vi sinh vật 35
1.2 Phân lập chủng vi khuẩn 37
2. Đặc điểm phân loại của chủng HR5.1 38
2.1 Hình thái tế bào 38
2.2 Phân loại dựa trên trình tự gen mã hóa 16S rRNA 39
2.2.1 Tách chiết DNA tổng số 39
2.2.2 Nhân đoạn gen 16S rRNA của chủng HR5.1 bằng kỹ thuật PCR 40
2.2.3 Tách dòng gen 16S rRNA trong vector pBT 41
2.2.4 Xác định trình tự gen 16S rRNA của chủng HR5.1 43
3 Nghiên cứu một số đặc điểm của chủng HR5.1 47
3.1 Khả năng phát triển của chủng HR5.1 trên PAH 47
3.2 Khả năng phân hủy 2,4,5-T của chủng HR5.1 49
3.2.1 Ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy có chứa 2,4,5-T
lên sự phát triển của chủng HR5.1 49
3.2.2 Ảnh hưởng của nồng độ 2,4,5-T lên sự phát triểncủa chủng HR5.1 50
3.2.3 Khả năng phân hủy 2,4,5-T của chủng vi khuẩn HR5.1 54
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO 57
Để tải bản DOC Đầy Đủ xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
cũ là Burkholderia cepacia AC1100) [20]. Các gen tftA và tftB mã hóa hai
dưới đơn vị (subunit) của enzyme 2,4,5-T oxygenase tham gia chuyển hóa
2,4,5-T sang 2,4,5-TCP (hình 1.5). Tiếp theo 2,4,5-TCP chuyển thành DCHQ
nhờ gen tftC mã hóa enzyme monooxynase chứa putative flavin. Sau đó
DCHQ chuyển hóa thành CHQ, maleylaxetat, oxoadipat, succinat và axetat
bởi các gen tftCDEF [21].
Hình 1.5 Con đường phân huỷ 2,4,5-T bởi Burkholderia cepacia AC1100 [20]
Luận văn thạc sỹ sinh học Phạm Ngọc Long
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
20
Một vi khuẩn khác có khả năng khoáng hóa hoàn toàn 2,4-D và 2,4,5-T đó
là Nocardioides simplex 3E được phân lập bằng cách làm giàu với 2,4,5-T, vi
khuẩn này có thể phân hủy cả hai hợp chất trên thành trihydroxylat benzen
[45]. Nghiên cứu khác của Mai và cộng sự cho thấy quá trình đồng trao đổi
chất của vi khuẩn Stenotrophomonas maltophilia PM. Vi khuẩn này cần
mecoprop để đồng trao đổi chất 2,4,5-T [36].
La Thị Thanh Phương và cộng sự đã công bố nghiên cứu phân lập chủng
Pseudomonas sp. BDN15, chủng này có khả năng phát triển trên môi trường
có bổ sung 2,4,5-T. Sau 90 ngày ở điều kiên nuôi tĩnh và nhiệt độ phòng
chủng BDN15 đã phân hủy 39,37% với nồng độ ban đầu là 1000pPhần mềm 2,4,5-T
đây cũng là nguồn năng lượng và carbon duy nhất trong môi trường nuôi cấy
[6]. Nguyễn Thanh Thủy và cộng sự đã công bố chủng nấm sợi FDN41 có
khả năng phân hủy 43,46% 2,4,5-T trong 20 ngày với hàm lượng 2,4,5-T ban
đầu 905,34 μg/ml. Ngoài ra chủng này còn có khả năng sử dụng một số PAH
như anthrancen, phenanthren .v.v. là nguồn năng lượng và carbon duy nhất [12].
Khác với số lượng ít của các vi khuẩn phân hủy 2,4,5-T, rất nhiều vi khuẩn
phân hủy 2,4-D đã được phân lập từ nhiều vị trí ô nhiễm khác nhau như đất
nông nghiệp, trầm tích, khu vực xử lý rác thải và đất nguyên thủy. Các vi
khuẩn phân hủy 2,4-D được xếp thành 3 nhóm dựa vào enzyme phân hủy và
các đặc tính lý hóa của chúng. Nhóm thứ nhất nằm trong lớp β và γ-
Proteobacteria như Achromobacter, Burkholderia, Delftia, Halomonas,
Pseudomonas. Những vi khuẩn này có chứa gen tfd thường nằm ở các
plasmid và có thể chuyển được từ cơ thể vi sinh vật nọ sang cơ thể vi sinh vật
kia. Nhóm thứ hai gồm những vi khuẩn nằm trong lớp α- Proteobacteria
thuộc chi Sphingomonas. Chúng được phân lập từ môi trường có chứa clo.
Nhóm thứ ba thuộc chi Bradyrhizobium trong lớp α- Proteobacteria. Các vi
Luận văn thạc sỹ sinh học Phạm Ngọc Long
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
21
khuẩn này được phân lập từ đất nguyên thủy ở Canada, Hawaii, Chile và một
số khu vực khác [28],[ 44].
Trong số các vi khuẩn tham gia phân hủy 2,4-D, chủng Alcaligenes
eutrophus JMP134 là chủng được nghiên cứu khá kỹ về con đường chuyển hóa
cũng như các gen mã hóa cho những enzyme tham gia phân hủy 2,4-D (Hình
1.6). Họ gen tfd gồm có 6 gen tfdA, tfdB, tfdC, tfdD, tfdE, tfdF mã hóa cho các
enzyme tham gia vào quá trình phân hủy 2,4-D tạo thành axit succinic [44].
Hình 1.6 Con đường phân hủy 2,4-D của chủng Alcaligenes eutrophus
JMP134 [44]
Luận văn thạc sỹ sinh học Phạm Ngọc Long
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
22
Maltseva và cộng sự đã công bố chủng Halomonadaceae strain 1-18 có
khả năng phân hủy 3000 mg 2,4-D/l trong 3 ngày trên môi trường có bổ sung
50 mg cao men [37], khi nghiên cứu sâu hơn, chủng Halomonadaceae strain
1-18 nhóm tác giả đã phát hiện ra con đường phân hủy 2,4-D của chủng này
giống với con đường phân hủy 2,4-D của chủng Alcaligenes eutrophus
JMP134, ngoài ra Maltseva cũng tìm thấy sự có mặt của gen tfdA ở chủng
này. Nhóm tác giả này đã công bố 5 chủng thuộc các chi Acinetobacter,
Serratiamarcescens, Stenothrophomonas, Flavobacterium và Penicillium
phân lập được từ đất ô nhiễm 2,4-D ở Brazin cũng có khả năng phân hủy 2,4-
D [37]. Năm 2002, Kitagawa đã tìm thấy một số gen mới tham gia vào quá
trình phân hủy 2,4-D. Các gen cadABC, cadK được tách dòng từ chủng
Bradyrhizobium sp. strain HW13. Khi so sánh trình tự nucleotide của các gen
cadABC với trình tự gen TftA, TftB của chủng Burkholderia cepacia
AC1100 cho thấy các gen này có độ tương đồng 46%, 44% và 37% với nhau.
Trình tự gen cadK cũng được so sánh với trình tự gen TfdK của chủng
Ralstonia eutropha JMP134, kết quả cho thấy 2 gen này có độ tương đồng
60%. [33]
Trong một nghiên cứu của Nguyễn Bá Hữu và cộng sự trên mẫu đất nhiễm
độc chất diệt cỏ chứa dioxin ở sân bay Đà Nẵng, nhóm tác giả đã phân lập
được 3 chủng vi khuẩn phân hủy 2,4-D đều thuộc chi Athrobacter có tên lần
lượt là Athrobacter sp. DNB19, Athrobacter sp. DNB20 và Athrobacter sp.
DNB21. Hai gen cadA và tfdA mã hóa cho các enzyme tham gia phân hủy
2,4-D của chủng Athrobacter sp. DNB19 đã được xác định với mức độ tương
đồng 93 đến 94% với các trình tự gen tương ứng đã được công bố trên
GenBank [8]. Theo Hoàng Thị Mỹ Hạnh và cộng sự đã công bố chủng nấm
FDN20 cũng có nguồn gốc từ mẫu đất nhiễm chất độc hóa học, có khả năng
Luận văn thạc sỹ sinh học Phạm Ngọc Long
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
23
loại bỏ 72,92 μg/ml tương đương với 44,18% hàm lượng 2,4-D đưa vào ban
đầu [4].
Ngoài 2,4,5-T, 2,4-D là thành phần chính của chất diệt cỏ còn có sản phẩm
phụ của chất diệt cỏ là dioxin. Dioxin là thành phần rất độc với con người và
môi trường vì vậy trên thế giới cũng như ở Việt Nam đã có nhiều công trình
nghiên cứu về khả năng phân hủy dioxin bởi vi sinh vật. Lyama và cộng sự đã
sử dụng Bacillus midousuji để phân hủy dioxin, sau 24h nuôi cấy, Bacillus
midousuji đã phân hủy 34% 2,3,7,8-TCDD và sau 48h khoảng 70% dioxin đã
bị loại bỏ [35]. Theo Hong và cộng sự chủng Sphingomonas sp. RW1 có khả
năng chuyển hóa 2,7-DCDD và 1,2,3,4-TCDD thành 4-chlorocatechol và
3,4,5,6-tetrachlorocatechol. Sau đó chủng RW1 tiếp tục chuyển hóa 3,4,5,6-
tetrachlorocatechol thành 2-methyoxy-3,4,5,6-tetrachlorophenol [27]. Habe
và cộng sự đã công bố hai chủng Pseudonomas sp. CA10 và Terrabacter sp.
DBF63 đều có khả năng sử dụng từ 10-35% 2,7-DCDD và 1,2,3-TrCDD với
nồng độ ban đầu là 10 pPhần mềm [25].
Ngoài vi khuẩn hiếu khí có khả năng phân hủy dioxin thì vi khuẩn kỵ khí
bắt buộc, vi khuẩn kị khí không bắt buộc cũng có khả năng chuyển hóa
dioxin. Vi khuẩn kị khí có vai trò quan trọng trong quá trình phân hủy các
hợp chất hữu cơ khó phân hủy chứa clo trong đó có dioxin. Rất nhiều nhóm vi
khuẩn có khả năng khử clo của các hợp chất hữu cơ chứa clo trong môi
trường hoạt động của vi khuẩn khử sắt, vi khuẩn khử sunphát, và nhóm khử
halogen v.v. Một số chủng vi khuẩn kị khí có khả năng khử clo đã được
nghiên cứu như: Desulfitobacterium dehalogenans JW/IU-DC1 [34],
Dehalococcoides ethenogens 195, Dehalococcoides sp. CBDB1 [30],
Desulfitobacterium sp. PCE-1, Dehalococcoides sp. FL2 v.v. Trong số các vi
sinh vật kị khí đã nghiên cứu trong hai thập kỷ qua thì các vi khuẩn thuộc chi
Dehalococcoides được quan tâm hơn cả bởi chúng có khả năng loại khử clo
Luận văn thạc sỹ sinh học Phạm Ngọc Long
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
24
của rất nhiều hợp chất chứa clo như Trichlorethylene , Vinyl Chloride,
Trichlorodibenzo-p-dioxins, Polychlorinated diben...
Download miễn phí Luận văn Nghiên cứu khả năng phân hủy 2,4,5-T và đặc điểm phân loại của chủng vi khuẩn phân lập từ các bioreactor xử lý đất nhiễm chất diệt cỏ/dioxin
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
PHẦN 1 TỔNG QUAN 3
1. Sự ô nhiễm của 2,4,5-T và 2,4-D 3
2. Đặc điểm và tính chất của 2,4,5-T và 2,4-D 5
2.1 Chất diệt cỏ 2,4,5-T 5
2.2 Chất diệt cỏ 2,4-D 7
3. Ảnh hưởng của 2,4,5-T, 2,4-D đến môi trường và con người 8
3.1 Ảnh hưởng của 2,4,5-T và 2,4-D tới môi trường 8
3.2 Ảnh hưởng của 2,4,5-T, 2,4-D đến con người 9
4. Một số phương pháp xử lý chất độc hóa học trong đó có 2,4,5-T và 2,4-D 9
4.1 Phương pháp xử lý chất độc hóa học bằng hóa học, lý học, cơ học 9
4.2 Phương pháp phân hủy sinh học 10
5. Khả năng phân hủy 2,4,5-T và 2,4-D của một số vi sinh vật 15
6. Phân loại vi sinh vật 21
6.1. Phân loại theo phương pháp cổ điển 21
6.2 Phương pháp phân loại bằng sinh học phân tử 22
PHẦN 2 VẬT LIỆU VÀ PHưƠNG PHÁP 25
1. Vật liệu, hóa chất, các thiết bị sử dụng trong nghiên cứu 25
1.1 Vật liệu 25
1.2 Hóa chất 25
1.3 Thiết bị, máy móc 25
2. Phương pháp nghiên cứu 26
2.1 Môi trường nuôi cấy 26
2.1.1 Môi trường SH1 dịch (g/l) 26
2.1.2 Môi trường SH1 thạch 26
2.1.3 Môi trường muối khoáng 26
2.1.4 Môi trường LB dịch 27
2.1.5 Môi trường LB thạch 27
2.1.6 Nước muối sinh lý 27
2.2 Phương pháp nuôi cấy và phân lập vi khuẩn từ mẫu đất nhiễm
chất diệt cỏ/dioxin trong bioreactor hiếu khí 27
2.2.1 Nuôi cấy làm giàu vi sinh vật 27
2.2.2 Phương pháp phân lập vi khuẩn 27
2.3 Nghiên cứu hình thái tế bào của chủng vi khuẩn 28
2.3.1 Nhuộm Gram 28
2.3.2 Quan sát hình thái tế bào dưới kính hiển vi điện tử quét 28
2.4 Phương pháp phân tích khả năng phân hủy 2,4,5-T 29
2.5 Phân loại vi khuẩn dựa trên so sánh trình tự gen mã hóa 16S rRNA 29
2.5.1 Phương pháp tách DNA tổng số từ vi sinh vật 29
2.5.2 Nhân đoạn gen 16S rRNA bằng phương pháp PCR 30
2.5.3 Điện di kiểm tra trên gel agarose 31
2.5.4 Tách dòng đoạn gen mã hóa 16S rRNA 31
2.5.5 Biến nạp DNA tái tổ hợp vào tế bào E.coli 31
2.5.6 PCR trực tiếp từ khuẩn lạc (colony–PCR) 32
2.5.7 Tách DNA plasmid theo Kit của hãng Fermentas 33
2.5.8 Xác định trình tự đoạn gen mã hóa 16S rRNA 34
2.5.9 Xây dựng cây phát sinh chủng loại 34
PHẦN 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 35
1. Nuôi cấy, phân lập chủng vi sinh vật từ mẫu đất nhiễm chất
diệt cỏ/dioxin trong bioreactor hiểu khí 35
1.1 Nuôi cấy, làm giàu tập đoàn vi sinh vật 35
1.2 Phân lập chủng vi khuẩn 37
2. Đặc điểm phân loại của chủng HR5.1 38
2.1 Hình thái tế bào 38
2.2 Phân loại dựa trên trình tự gen mã hóa 16S rRNA 39
2.2.1 Tách chiết DNA tổng số 39
2.2.2 Nhân đoạn gen 16S rRNA của chủng HR5.1 bằng kỹ thuật PCR 40
2.2.3 Tách dòng gen 16S rRNA trong vector pBT 41
2.2.4 Xác định trình tự gen 16S rRNA của chủng HR5.1 43
3 Nghiên cứu một số đặc điểm của chủng HR5.1 47
3.1 Khả năng phát triển của chủng HR5.1 trên PAH 47
3.2 Khả năng phân hủy 2,4,5-T của chủng HR5.1 49
3.2.1 Ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy có chứa 2,4,5-T
lên sự phát triển của chủng HR5.1 49
3.2.2 Ảnh hưởng của nồng độ 2,4,5-T lên sự phát triểncủa chủng HR5.1 50
3.2.3 Khả năng phân hủy 2,4,5-T của chủng vi khuẩn HR5.1 54
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO 57
Để tải bản DOC Đầy Đủ xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung:
holderia phenoliruptrix AC110 (têncũ là Burkholderia cepacia AC1100) [20]. Các gen tftA và tftB mã hóa hai
dưới đơn vị (subunit) của enzyme 2,4,5-T oxygenase tham gia chuyển hóa
2,4,5-T sang 2,4,5-TCP (hình 1.5). Tiếp theo 2,4,5-TCP chuyển thành DCHQ
nhờ gen tftC mã hóa enzyme monooxynase chứa putative flavin. Sau đó
DCHQ chuyển hóa thành CHQ, maleylaxetat, oxoadipat, succinat và axetat
bởi các gen tftCDEF [21].
Hình 1.5 Con đường phân huỷ 2,4,5-T bởi Burkholderia cepacia AC1100 [20]
Luận văn thạc sỹ sinh học Phạm Ngọc Long
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
20
Một vi khuẩn khác có khả năng khoáng hóa hoàn toàn 2,4-D và 2,4,5-T đó
là Nocardioides simplex 3E được phân lập bằng cách làm giàu với 2,4,5-T, vi
khuẩn này có thể phân hủy cả hai hợp chất trên thành trihydroxylat benzen
[45]. Nghiên cứu khác của Mai và cộng sự cho thấy quá trình đồng trao đổi
chất của vi khuẩn Stenotrophomonas maltophilia PM. Vi khuẩn này cần
mecoprop để đồng trao đổi chất 2,4,5-T [36].
La Thị Thanh Phương và cộng sự đã công bố nghiên cứu phân lập chủng
Pseudomonas sp. BDN15, chủng này có khả năng phát triển trên môi trường
có bổ sung 2,4,5-T. Sau 90 ngày ở điều kiên nuôi tĩnh và nhiệt độ phòng
chủng BDN15 đã phân hủy 39,37% với nồng độ ban đầu là 1000pPhần mềm 2,4,5-T
đây cũng là nguồn năng lượng và carbon duy nhất trong môi trường nuôi cấy
[6]. Nguyễn Thanh Thủy và cộng sự đã công bố chủng nấm sợi FDN41 có
khả năng phân hủy 43,46% 2,4,5-T trong 20 ngày với hàm lượng 2,4,5-T ban
đầu 905,34 μg/ml. Ngoài ra chủng này còn có khả năng sử dụng một số PAH
như anthrancen, phenanthren .v.v. là nguồn năng lượng và carbon duy nhất [12].
Khác với số lượng ít của các vi khuẩn phân hủy 2,4,5-T, rất nhiều vi khuẩn
phân hủy 2,4-D đã được phân lập từ nhiều vị trí ô nhiễm khác nhau như đất
nông nghiệp, trầm tích, khu vực xử lý rác thải và đất nguyên thủy. Các vi
khuẩn phân hủy 2,4-D được xếp thành 3 nhóm dựa vào enzyme phân hủy và
các đặc tính lý hóa của chúng. Nhóm thứ nhất nằm trong lớp β và γ-
Proteobacteria như Achromobacter, Burkholderia, Delftia, Halomonas,
Pseudomonas. Những vi khuẩn này có chứa gen tfd thường nằm ở các
plasmid và có thể chuyển được từ cơ thể vi sinh vật nọ sang cơ thể vi sinh vật
kia. Nhóm thứ hai gồm những vi khuẩn nằm trong lớp α- Proteobacteria
thuộc chi Sphingomonas. Chúng được phân lập từ môi trường có chứa clo.
Nhóm thứ ba thuộc chi Bradyrhizobium trong lớp α- Proteobacteria. Các vi
Luận văn thạc sỹ sinh học Phạm Ngọc Long
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
21
khuẩn này được phân lập từ đất nguyên thủy ở Canada, Hawaii, Chile và một
số khu vực khác [28],[ 44].
Trong số các vi khuẩn tham gia phân hủy 2,4-D, chủng Alcaligenes
eutrophus JMP134 là chủng được nghiên cứu khá kỹ về con đường chuyển hóa
cũng như các gen mã hóa cho những enzyme tham gia phân hủy 2,4-D (Hình
1.6). Họ gen tfd gồm có 6 gen tfdA, tfdB, tfdC, tfdD, tfdE, tfdF mã hóa cho các
enzyme tham gia vào quá trình phân hủy 2,4-D tạo thành axit succinic [44].
Hình 1.6 Con đường phân hủy 2,4-D của chủng Alcaligenes eutrophus
JMP134 [44]
Luận văn thạc sỹ sinh học Phạm Ngọc Long
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
22
Maltseva và cộng sự đã công bố chủng Halomonadaceae strain 1-18 có
khả năng phân hủy 3000 mg 2,4-D/l trong 3 ngày trên môi trường có bổ sung
50 mg cao men [37], khi nghiên cứu sâu hơn, chủng Halomonadaceae strain
1-18 nhóm tác giả đã phát hiện ra con đường phân hủy 2,4-D của chủng này
giống với con đường phân hủy 2,4-D của chủng Alcaligenes eutrophus
JMP134, ngoài ra Maltseva cũng tìm thấy sự có mặt của gen tfdA ở chủng
này. Nhóm tác giả này đã công bố 5 chủng thuộc các chi Acinetobacter,
Serratiamarcescens, Stenothrophomonas, Flavobacterium và Penicillium
phân lập được từ đất ô nhiễm 2,4-D ở Brazin cũng có khả năng phân hủy 2,4-
D [37]. Năm 2002, Kitagawa đã tìm thấy một số gen mới tham gia vào quá
trình phân hủy 2,4-D. Các gen cadABC, cadK được tách dòng từ chủng
Bradyrhizobium sp. strain HW13. Khi so sánh trình tự nucleotide của các gen
cadABC với trình tự gen TftA, TftB của chủng Burkholderia cepacia
AC1100 cho thấy các gen này có độ tương đồng 46%, 44% và 37% với nhau.
Trình tự gen cadK cũng được so sánh với trình tự gen TfdK của chủng
Ralstonia eutropha JMP134, kết quả cho thấy 2 gen này có độ tương đồng
60%. [33]
Trong một nghiên cứu của Nguyễn Bá Hữu và cộng sự trên mẫu đất nhiễm
độc chất diệt cỏ chứa dioxin ở sân bay Đà Nẵng, nhóm tác giả đã phân lập
được 3 chủng vi khuẩn phân hủy 2,4-D đều thuộc chi Athrobacter có tên lần
lượt là Athrobacter sp. DNB19, Athrobacter sp. DNB20 và Athrobacter sp.
DNB21. Hai gen cadA và tfdA mã hóa cho các enzyme tham gia phân hủy
2,4-D của chủng Athrobacter sp. DNB19 đã được xác định với mức độ tương
đồng 93 đến 94% với các trình tự gen tương ứng đã được công bố trên
GenBank [8]. Theo Hoàng Thị Mỹ Hạnh và cộng sự đã công bố chủng nấm
FDN20 cũng có nguồn gốc từ mẫu đất nhiễm chất độc hóa học, có khả năng
Luận văn thạc sỹ sinh học Phạm Ngọc Long
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
23
loại bỏ 72,92 μg/ml tương đương với 44,18% hàm lượng 2,4-D đưa vào ban
đầu [4].
Ngoài 2,4,5-T, 2,4-D là thành phần chính của chất diệt cỏ còn có sản phẩm
phụ của chất diệt cỏ là dioxin. Dioxin là thành phần rất độc với con người và
môi trường vì vậy trên thế giới cũng như ở Việt Nam đã có nhiều công trình
nghiên cứu về khả năng phân hủy dioxin bởi vi sinh vật. Lyama và cộng sự đã
sử dụng Bacillus midousuji để phân hủy dioxin, sau 24h nuôi cấy, Bacillus
midousuji đã phân hủy 34% 2,3,7,8-TCDD và sau 48h khoảng 70% dioxin đã
bị loại bỏ [35]. Theo Hong và cộng sự chủng Sphingomonas sp. RW1 có khả
năng chuyển hóa 2,7-DCDD và 1,2,3,4-TCDD thành 4-chlorocatechol và
3,4,5,6-tetrachlorocatechol. Sau đó chủng RW1 tiếp tục chuyển hóa 3,4,5,6-
tetrachlorocatechol thành 2-methyoxy-3,4,5,6-tetrachlorophenol [27]. Habe
và cộng sự đã công bố hai chủng Pseudonomas sp. CA10 và Terrabacter sp.
DBF63 đều có khả năng sử dụng từ 10-35% 2,7-DCDD và 1,2,3-TrCDD với
nồng độ ban đầu là 10 pPhần mềm [25].
Ngoài vi khuẩn hiếu khí có khả năng phân hủy dioxin thì vi khuẩn kỵ khí
bắt buộc, vi khuẩn kị khí không bắt buộc cũng có khả năng chuyển hóa
dioxin. Vi khuẩn kị khí có vai trò quan trọng trong quá trình phân hủy các
hợp chất hữu cơ khó phân hủy chứa clo trong đó có dioxin. Rất nhiều nhóm vi
khuẩn có khả năng khử clo của các hợp chất hữu cơ chứa clo trong môi
trường hoạt động của vi khuẩn khử sắt, vi khuẩn khử sunphát, và nhóm khử
halogen v.v. Một số chủng vi khuẩn kị khí có khả năng khử clo đã được
nghiên cứu như: Desulfitobacterium dehalogenans JW/IU-DC1 [34],
Dehalococcoides ethenogens 195, Dehalococcoides sp. CBDB1 [30],
Desulfitobacterium sp. PCE-1, Dehalococcoides sp. FL2 v.v. Trong số các vi
sinh vật kị khí đã nghiên cứu trong hai thập kỷ qua thì các vi khuẩn thuộc chi
Dehalococcoides được quan tâm hơn cả bởi chúng có khả năng loại khử clo
Luận văn thạc sỹ sinh học Phạm Ngọc Long
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
24
của rất nhiều hợp chất chứa clo như Trichlorethylene , Vinyl Chloride,
Trichlorodibenzo-p-dioxins, Polychlorinated diben...