Khảo sát vi sinh vật tại vùng bị ảnh hưởng dioxin và đánh giá tiềm năng tiêu độc của vi sinh vật bản địa

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI *********** BÁO CÁO KẾT QUẢ THỰC HIỆN NHIỆM VỤ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ PHỤC VỤ QUẢN LÝ NHÀ NƯỚC VỀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG Tên đề tài: Khảo sát vi sinh vật vùng bị ảnh hưởng dioxin đánh giá tiềm tiêu độc vi sinh vật địa Mã số: QMT.07.02 Chủ nhiệm đề tài: TS Dương Văn Hợp Cơ quan thực hiện: Viện Vi sinh vật Công nghệ Sinh học, ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI Hà nội, tháng năm 2010 BÁO CÁO KẾT QUẢ THỰC HIỆN NHIỆM VỤ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ PHỤC VỤ QUẢN LÝ NHÀ NƯỚC VỀ BẢO VỆ MƠI TRƯỜNG BÁO CÁO TĨM TẮT Tên đề tài Khảo sát vi sinh vật vùng bị ảnh hưởng dioxin đánh giá tiềm tiêu độc vi sinh vật địa Mã số QMT 07.02 Thời gian thực năm (2007 - 2009) Cấp quản lý Đại học Quốc gia Hà Nội Chủ nhiệm đề tài TS Dương Văn Hợp Viện Vi sinh vật Công nghệ sinh học (IMBT), ĐHQGHN Cán tham gia TS Đinh Thúy Hằng ThS Nguyễn Minh Giảng ThS Phan Thị Hà TS Đỗ Ngọc Lanh ThS Nguyễn Thu Hoài (IMBT) (IMBT) (IMBT) (Trung tâm nhiệt đới Việt-Nga) (Trung tâm nhiệt đới Việt-Nga) Mục tiêu nội dung nghiên cứu Mục tiêu: - Phân tích vi sinh vật khu vực nhiễm dioxin nhằm tìm nhóm có hội thích nghi với chất độc đóng vai trị quan trọng q trình tẩy độc tự nhiên nơi ô nhiễm - Đánh giá tiềm phân hủy vi sinh vật địa thông qua phân tích hoạt tính phân giải PAH gen chức dioxygenase Nội dung: - Thu thập mẫu đất mẫu trầm tích thủy vực khu nhiễm độc sân bay Đà nẵng phân tích yếu tố sinh-địa-hố - Nghiên cứu đa dạng vi sinh vật có khả ni cấy phịng thí nghiệm thơng qua phương pháp pha lỗng ni cấy mơi trường thạch môi trường dịch thể (phương pháp MPN) - Nghiên cứu đa dạng vi sinh vật tổng số (bao gồm chưa nuôi cấy nuôi cấy được) phương pháp PCR-DGGE đoạn gen mã cho 16S rDNA - Phân lập nghiên cứu chủng vi sinh vật đại diện cho nhóm có mặt mẫu đất/bùn ô nhiễm đặc điểm phân loại hoạt tính sinh học - Nghiên cứu mức đa dạng gen chức mã hố cho dioxygenase thơng qua phương pháp thiết lập ngân hàng gen Xác định gen chủng vi sinh vật đại diện phân lập Các kết đạt - Đã lựa chọn điểm thu mẫu có mức độ nhiễm độc từ thấp đến cao hai khu vực nhiễm độc đại diện, khu đất thuộc bãi lưu trữ dioxin chiến tranh hồ sen chứa nước sân bay Đà Nẵng Mẫu đất bùn điểm thu mẫu thu thập phân lớp 20 cm bảo quản 4C - Mức độ nhiễm độc yếu tố sinh địa hoá điểm thu mẫu phân tích, làm sở để tiến hành khảo sát vi sinh vật môi trường nghiên cứu - Đã tiến hành đánh giá mật độ vi sinh vật điểm thu mẫu nhóm vi sinh vật hiếu khí (bao gồm vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm sợi, nấm men) vi khuẩn kỵ khí (bao gồm nhóm khử nitrate, khử sulfate, khử FeIII) Đồng thời tỷ lệ vi sinh vật có khả sinh trưởng với carbazol đựơc xác định - Tính đa dạng vi khuẩn mẫu nhiễm độc phân tích phương pháp FISH với đầu dị huỳnh quang đặc hiệu cho -, - -Proteobacteria - Đã phân lập 16 chủng vi khuẩn 44 chủng nấm sợi đại diện các điểm chọn lựa nghiên cứu đặc điểm phân loại hoạt tính sinh học chúng Tính đa dạng chủng vi khuẩn đánh giá phương pháp ARDRA, sở xác định chi chiếm ưu môi trường nhiễm độc Các chủng nấm sợi phân loại dựa đặc điểm hình thái, từ đánh giá tính đa dạng xác định chi chiếm ưu môi trường nhiễm độc - Trong số chủng phân lập lựa chọn chủng vi khuẩn hiếu khí, chủng nấm sợi chủng vi khuẩn kỵ khí khử nitrate thể khả phân giải cao hợp chất PAH, gồm có carbazol, naphthalene phenanthrene - Đã thiết lập tổ hợp vi sinh vật có hoạt tính phân huỷ cao hợp chất thơm đa nhân sử dụng thay dioxin phịng thí nghiệm (carbazol, phenanthrene, naphthalene) Cấu trúc quần thể tổ hợp vi sinh vật xác định phương pháp PCR-DGGE đoạn gen 16S rDNA - Đào tạo học viên cao học - Công bố báo khoa học Dự kiến tiếp tục công bố thêm báo 9 Tình hình kinh phí - Tổng kinh phí đề tài: - Thanh tốn dịch vụ cơng cộng: - Chi phí thuê mướn: - Chi phí nghiệp vụ chuyên môn: 450.000.000 VNĐ 37.250.000 215.000.000 243.750.000 Xác nhận quan Xác nhận Đại học Quốc gia Chủ trì đề tài SUMMARY Project title: Microbiological survey of dioxin affected areas and assess the detoxifying potential of indigenous microorganisms Code: QMT.07.02 Duration: years (2007 – 2009) Organizer: Vietnam National University Hanoi (VNUH) Project leader: Dr Duong Van Hop Institute of Microbiology and Biotechnology (IMBT) – VNUH Key participants: Dr Dinh Thuy Hang (IMBT) M.Sc Nguyen Minh Giang M.Sc Phan Thi Ha Dr Do Ngoc Lanh M.Sc Nguyen Thu Hoai (IMBT) (IMBT) (Vietnam-Russia Tropical Center) (Vietnam-Russia Tropical Center) Objectives and study contents Objectives: - Analyse microorganisms in dioxin-contaminated areas in order to find out microbial groups that have been adapted to the toxic chemicals and that play important roles in detoxification processes in situ - Access the degradation potention of native microorganisms via analyzing degradation activity and genes coding for dioxygenases of the microorganisms Study contents: - Collect soil and mud samples at Danang airport and analyse biogeochemical characteristics of the samples - Study diversity of culturable microorganisms via methods of dilution and cultivation on solid or liquid media (MPN method) - Study diversity of total microorganisms (including culturable and unculturable) by using PCRDGGE method applied for 16S rDNA - Isolate and study phylogeny and biological properties of microbial strains that represent for the microbial groups existing in contaminated soil and mud samples - Study diversity of functional genes coding for dioxygenase via gene libraries Detect these genes in the isolated microbial strains 8 The obtained results - Six sampling points with different dioxin contamination levels ranging from little to heavy were selected from two contaminated areas in Danang airport, including the former chemical storage area and the lotus pond Soil and mud samples at every sampling point were collected following the depth (to 80 cm) and every 20 cm of the samples were separately stored at 4C - Contamination levels and biogeochemical factors of the collected samples were analysed in order to provide basis for microbiological analyses - Density of aerobic (bacteria, filamentous fungi, yeasts) and anaerobic (nitrate reducers, iron reducers, sulfate reducers) microorganisms at the selected sampling points were identified At the same time, the proportion of aerobic carbazol-utilizing cells was also determined - Representatively, 16 bacterial strains and 44 fungous strains were isolated and studied on their phylogenetic characteristics and biological properties Diversity of the bacterial isolates was studied via ARDRA analyses, based on that the dominant groups at the contaminated sites were identified Fungous strains were classified based on phenotypic characteristics, their diversity and dominant groups in the contaminated sites were identified - Among the isolates, aerobic bacterial strains, fungous strains and nitrate-reducing bacterial strains were selected as representatives with high degradation capacity toward PAH compounds, including carbazol, naphthalene and phenanthrene - Succesfully set up three consortia of microorganisms with high degradation capacity toward PAHs (carbazol, phenanthrene and naphthalene) that have been used in the laboratory as model compounds instead of dioxins Community structures of these consortia were analyzed by using PCR-DGGE method applied for 16S rDNA - Three postgraduated students have been working in this project - The project results have been published in three scientific papers In addition, one paper is planned to be published in the coming time Xác nhận quan Xác nhận Đại học Quốc gia Chủ trì đề tài ... NHÀ NƯỚC VỀ BẢO VỆ MƠI TRƯỜNG BÁO CÁO TĨM TẮT Tên đề tài Khảo sát vi sinh vật vùng bị ảnh hưởng dioxin đánh giá tiềm tiêu độc vi sinh vật địa Mã số QMT 07.02 Thời gian thực năm (2007 - 2009) Cấp... nhiễm độc yếu tố sinh địa hoá điểm thu mẫu phân tích, làm sở để tiến hành khảo sát vi sinh vật môi trường nghiên cứu - Đã tiến hành đánh giá mật độ vi sinh vật điểm thu mẫu nhóm vi sinh vật hiếu... tâm nhiệt đới Vi? ??t-Nga) (Trung tâm nhiệt đới Vi? ??t-Nga) Mục tiêu nội dung nghiên cứu Mục tiêu: - Phân tích vi sinh vật khu vực nhiễm dioxin nhằm tìm nhóm có hội thích nghi với chất độc đóng vai