Nghiên cứu đa dạng quần xã vi khuẩn kỵ khí trong các lô xử lý chất diệt cỏ/dioxin bằng phương pháp phân hủy sinh học

Nội dung tài liệu: Nghiên cứu đa dạng quần xã vi khuẩn kỵ khí trong các lô xử lý chất diệt cỏ/dioxin bằng phương pháp phân hủy sinh học

1. VIỆN HÀN LÂM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VN Độc lập - Tự do - Hạnh phúc VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC Hà Nội, ngày 16 tháng 05 năm 2014 THÔNG TIN VỀ LUẬN ÁN ĐƯA LÊN MẠNG Tên đề tài luận án: “Nghiên cứu đa dạng quần xã vi khuẩn kỵ khí trong các lô xử lý chất diệt cỏ/dioxin bằng phương pháp phân hủy sinh học” Chuyên ngành: Vi sinh vật học Mã số: 62 42 01 07 Họ và tên Nghiên cứu sinh: Nguyễn Thị Tâm Thư Họ và tên cán bộ hướng dẫn: PGS.TS. Đặng Thị Cẩm Hà - Viện Công nghệ sinh học TS. Đinh Thị Thu Hằng - Viện Công nghệ sinh học Cơ sở đào tạo: Viện Công nghệ sinh học, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam TÓM TẮT NHỮNG KẾT LUẬN MỚI CỦA LUẬN ÁN 1. Đối với các mẫu đất và trầm tích nhiễm chất diệt cỏ/dioxin từ sân bay Biên Hòa và Đà Nẵng, Việt Nam: (a) lần đầu tiên ở Việt Nam đã phát hiện được cả 3 nhóm vi khuẩn hô hấp loại khử clo bao gồm loại khử clo bắt buộc (Dehalococcoides, Dehalogenimonas), loại khử clo không bắt buộc (Desulfovibrio, Desulfitobacterium, Desulfuromonas) và loại khử clo đồng trao đổi chất (Pseudomonas, Shewanella, Clostridium). Đã chứng minh được sự có mặt của cả ba nhóm vi khuẩn hiếu khí (Pseudomonas, Azotobacter ), kỵ khí tùy tiện (Vibrio, Klebsiella, Shewanella ) và kỵ khí bắt buộc (Bacteroides, Geobacter, Clostridium ) tham gia vào quá trình phân hủy và chuyển hóa các hợp chất là thành phần của chất diệt cỏ/dioxin trong mẫu làm giàu vi khuẩn trên nguồn ô nhiễm chất diệt cỏ/dioxin với độ độc rất cao. (b) đã xác định được sự đa dạng vi khuẩn khử sulfate (VK KSF) trong các lô xử lý bằng phương pháp DGGE và các điều kiện sinh trưởng tốt nhất cho quần xã VK KSF tại các lô xử lý của Đà Nẵng và Biên Hòa. (c) đã xác định sự đa dạng Dehalococcoides (được xem là vi khuẩn phân hủy dioxin đóng vai trò quan trọng trong điều kiện kỵ khí bắt buộc) bằng phương pháp DGGE và làm giàu được VK này từ lô xử lý cũng như tại vị trí ô nhiễm chất diệt cỏ/dioxin. 2. Bằng công cụ Metagenomics đã xác định được ít nhất có 30/1883 gene chức năng mã hóa các enzyme tham gia phản ứng phân hủy các hợp chất vòng thơm. 3. Quần xã vi khuẩn kỵ khí hô hấp loại khử clo trong mẫu sau 1 năm làm giàu trên chất diệt cỏ/dioxin đã chuyển hóa và phân hủy được 55% tổng độ độc với nồng độ độc ban đầu là 41.265 pg TEQ/g đất, trong đó 2,3,7,8-TCDD và OCDD đã bị phân hủy 55% và 57,3%. Các hợp chất như 2,4,5-T, 2,4-DCP với nồng độ 100 ppm đã bị chuyển hóa 100% sau 12 tuần nuôi cấy bởi quần xã vi khuẩn kỵ khí hô hấp loại khử clo. 4. Chủng vi khuẩn khử sulfate BDN10T đã phân hủy trên 86% các hợp chất hữu cơ chứa clo (2,4,5-TCP, 2,4-DCP) và tạo ra các sản phẩm chuyển hóa trung gian như acid hữu cơ, các sản phẩm bị cắt vòng thơm sau 7 tháng. Người hướng dẫn khoa học Nghiên cứu sinh PGS.TS. Đặng Thị Cẩm Hà TS. Đinh Thị Thu Hằng Nguyễn Thị Tâm Thư XÁC NHẬN CỦA VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC
2. VIETNAM ACADEMY OF Socialist Republic of Vietnam SCIENCE AND TECHNOLOGY Independence - Freedom - Happiness INSTITUTE OF BIOTECHNOLOGY Hanoi, May 16th 2014 PhD THESIS BRIEF (For publication on Internet) Topic: Studying on the diversity of anaerobic bacteria community in bioremediated herbicide/dioxin cells. Major: Microbiology No.: 62 42 01 07 Full name of PhD student: Nguyen Thi Tam Thu Full name of Instructor: Prof. PhD. Dang Thi Cam Ha PhD. Dinh Thi Thu Hang Location of Research: Institute of Biotechnology, Vietnam Academy of Science and Technology FINDINGS AND CONCLUSIONS 1. With soils and sediment samples from former Bienhoa and Danang military airbases, in Viet Nam: (a) Three groups of dehalorespiring bacteria such as obligate dehalorespiration (Dehalococcoides, Dehalogenimonas), facultative dehalorespiration (Desulfovibrio, Desulfitobacterium, Desulfuromonas) and co-metabolic reductive dehalogenation (Pseudomonas, Shewanella, Clostridium) were detected. Three groups of aerobic (Pseudomonas, Azotobacter etc.), facultative anaerobic (Vibrio, Klebsiella, Shewanella etc.), obligate anaerobic bacteria (Bacteroides, Geobacter, Clostridium etc.) were identified which degraded and transformed herbicides/dioxins presented in highly toxicity enrichment sample. (b) Diversity of sulfate reducing bacteria in Bienhoa and Danang bioremediated cells by using DGGE method and optimum growth condition for them was determined. (c) Diversity of Dehalococcoides, which play a important role in dioxin obligate anaerobic degradation was detected by DGGE. This group was successfuly enriched from soils of bioremediated cells as well as contaminated sites. 2. At least 30/1883 functional genes coding enzymes involved in transformation and degradation of aromatic compounds were revealed by using Metagenomics tool in the enrichment samples from high herbicide/dioxin contaminated soil, which were taken from the bioremediated cells in Bienhoa. 3. Dehalorespiring anaerobic bacteria community transformed and degraded 55% of 41,265 TEQ/g soils after 1 year cultivation. Especially, 2,3,7,8-TCDD and OCDD were degraded 55% and 57.3%, respectively. Herbicide and dichlorophenol such as 2,4,5-T and 2,4-DCP with 100 ppm initial concentration were transformed 100% by dehalogenating bacteria after 12 weeks. 4. Sulfate reducing bacteria strain BDN10T degraded more than 86% 2,4,5-TCP and 2,4- DCP after 7 months resulting in many intermediate products such as organic acids, breakdown- ring compounds were produced. Instructor PhD student Prof.PhD. Dang Thi Cam Ha PhD. Dinh Thi Thu Hang Nguyen Thi Tam Thu CONFIRMATION OF INSTITUTE OF BIOTECHNOLOGY