lap chi Công nghệ Sinh học 10(2): 387-392, 2012
PHAN LAP VI KHUAN OXY HOA SULFIDE TRONG DIEU KIEN HIỂU KHÍ VÀ KY KHÍ Nguyễn Minh Giảng, Nguyễn Thị Hang, Phan Thi Phương Hoa, Đỉnh Thúy Hằng
›
Kiên Mĩ xinh vật và Công nghệ xinh học, Đại học Quốc Gia là Nội TÓM TẮT
Vi khuẩn oxy hóa sul fide hiếu khí và quang hợp ky khí được lam giàu từ mẫu nước giéng khoan nhiễm sắt và mẫu bùn đáy hỏ Ba Mẫu trong môi trường khoáng dịch thể chứa thiosulfate và sulíide tương ứng là chất cho điện tử duy nhất Hai chúng vi khuẩn T3 (hiểu khí) và P7 (quang hợp ky khí) được phân lập và tỉnh sạch tương & từ các mẫu làm giàu nói trên thể hiện khả năng oxy hóa cao đối voi sulfide trong diéu kiện hiểu khí và ky ni Chúng T3 oxy hoa sulfide thanh sulfate tich lũy trong dịch nuôi và làm giảm pH của môi trường, trong khi đó chủng P7 chuyên hóa sulfide thành sulfr trữ ở dạng hat tr ong tế bao và có thể quan sát được dưới kính hiển vi Cả li chủng đều có khả năng sinh trưởng ở môi trường có nông độ suliide cao (ở mức ức chế đối với nhiều loài sinh vật) Đặc biệt chủng P7 có khả năng sinh trưởng tốt trong môi trường có nông độ sulfide 9 mM và chỉ bị ức chế ở nồng độ 15 mM So sánh trình tự gần đủ của 16S rDNA từ hai chủng này cho phép định danh tuong tng 1a Thiobacillus sp T3 va Allochromatium sp P7 Kết quả nghiên cứu bước đầu gợi mở khả năng ứng dựng của các chủng vi khuẩn này trong việc xử lý các nguồn thải có hàm lượng sulfide cao
Tù khóa: Allochromatium, hiểu khí, oxy hóa sulfìde, quang hợp ky khi, Thiobacillus
MO BAU
Sulfide Ia hợp chất lưu huỳnh có mức oxy hóa thấp nhất (—2), có thể bị oxy hoa bằng oxy trong không khí hay bằng một số loài vi sinh vat (Hurse ef al., 2008) Sulfide duge tao ra ttr qua trinh phan giải các hợp chất sulfur hữu cơ và từ quá trình khử sulfate do vi khuẩn khử sulfate thực hiện (Widdel, Back, 2000) Sự có mặt của sulfide trong chất thải gq ùi khó chịu đối với môi trường xung quanh ( n, 1999) Bên cạnh đó, ‘sulfide con có ảnh hưởng độc hại tới các cơ thể sống, bao gồm cả các
sinh vật bậc cao và vi sinh vật Ở nồng độ 200 ppm
sulfide ức chế sinh trưởng của nhiều loài vi khuẩn (Bitton, 1999) Đối với cây trồng, sulfide gay thdi rễ, lam giam kha nang hấp thu chất dinh dưỡng của cây (Dobermann, Fairhurst, 2000) Con người tiếp cận với sulfde ở nồng độ thấp (150 ppm) có thể bị đau đầu, chóng mặt, ở nồng độ cao (700 — §00 ppm) có
thé bat tỉnh hay rồi loạn tim mạch (Mandavia, 201 1)
Trong tự nhiên sulfide còn là chất gây ăn mòn kim
loại mạnh, đặc biệt trong môi trường biển do nồng
độ sulfate cao trong nước biển tạo điều kiện vi khuẩn
khử sulfate phát triển sinh sulfide (Widdel, Back, 2000)
Do có mức oxy hóa thấp, sulfide có thê trở thành
nguồn điện tử cho quá trình dị hóa và bị oxy hóa thành sulfur ở các mức 0y hóa cao hơn như S
(nguyên tố sulfur) hay SỈ“ (sulfate) Một số loài vi sinh vật có khả năng tận dụng nguồn năng lượng
này, chuyển hóa thành ATP để sinh trưởng Trong điều kiện hiểu khí, các loài 7:iobacillus là đại diện quan trọng nhất sử dụng oxy đề oxy hóa các hợp chất
sulfur ở mức oxy hóa thấp (trong đó có sulfide) thành sulfate (Robertson, Kuenen, 2000; Sorokin c/ al., 2000) Trong điều kiện ky khí, vi khuẩn quang hợp không sinh oxy (anoxygenic phototrophs) là những đại diện sử dụng sulfide lam nguồn điện tử trong pha tối, sulfur tạo ra được tích lũy bên trong tế bào (nhu 6 Chromatium) hay bên ngoài tế bảo (như & Chlorobium) (Imhoff, 2000; Overman, Garcia-
Pichel, 2000)
Trên thế giới, viéc sir dung cac loai Thiohacillus
hay Chromatium va Chlorobium để loại bỏ sulfide trong nước và không khí đã được biết đến qua nhiều nghién ctru (Khanna ef al., 1996; Takashima ef al.,
2000; Wang ef al., 2005) ciing nhu tmg dung thực tế (Chen ef a/., 2008; Hurse et al 2008) Tuy vay, & Việt Nam lĩnh vực này còn ít được đề cập Trước
tình hình ô nhiễm môi trường ở mức báo động như
hiện nay thì việc nghiên cứu các nhóm vi sinh vật
này để đưa vào ứng dụng là cẩn thiết
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Làm giàu và phân lập vi khuẩn oxy hóa sulfïde
Mẫu bùn ky khí đáy hồ Ba Mẫu (Hà Nội) và mẫu nước giếng khoan nhiễm sắt được sử dụng tương ứng làm nguồn vi sinh vật ban đầu dé làm giàu 387