Nấm mục trắng thuộc nhóm nấm đảm là nhóm nấm lớn quan trọng nhất có thể phân hủy hợp chất polymer phức tạp nhất trong tự nhiên như lignin. Nấm mục trắng sử dụng các enzyme oxy hóa ngoại bào bước đầu tấn cơng vào lignin. Những enzyme oxy hóa này bao gồm các enzyme ngoại bào lignin peroxidase (LiP) và manganese peroxidase (MnP), chúng có khả năng oxy hóa rất nhiều loại chất ô nhiễm do con người tổng hợp nên, trong đó có cả PCDD/PCDF [31]. Nghiên cứu đầu tiên đánh giá
khả năng phân hủy dioxin của nấm mục trắng được tiến hành với loài Phanerochaete
chrysosporium. Nghiên cứu của Vali và cộng sự đã làm sáng tỏ con đường phân hủy
2,7-DCDD nhờ LiP của P. chrysosporium. Sau 27 ngày nuôi cấy ở điều kiện thiếu
môi trường là 6,9 mg/l. Tác giả đã chứng minh trong điều kiện nuôi cấy này đã cảm ứng sinh enzyme thủy phân lignin LiP và enzyme này tinh sạch xúc tác chuyển hóa
19% 2,7-DCDD thành 4-chloro-1,2-benzoquinone (2CBQ), 2-hydroxy-1,4-
benzoquinone (2HBQ) và chlorin [47]. Con đường phân hủy 2,7-DCDD bởi nấm mục trắng được trình bày ở hình 1.5 liên quan đến sự oxy hóa do hai enzyme LiP hoặc MnP tạo thành quinone. Sau đó chất này bị khử thành hydro quinone hoặc catechol và bị metyl hóa tiếp thành methoxybenzen.
Khả năng phân hủy các dioxin chứa clo của nấm mục trắng không giới hạn ở
những đồng phân chứa ít clo. P. chrysosporium và P. sordida có thể loại bỏ 34% đến 48% hỗn hợp PCDD/F chứa nhiều clo sau 7-14 ngày nuôi cấy [70]. Ngoài chi
Phanerochaete, một số chi nấm mục khác cũng có khả năng phân hủy dioxin, chủng
nấm Phlebia lindtneri, Phlebia sp. MG-60 có khả năng khống hóa 2,7-DCDD (7
mg/l) thành CO2 với tỷ lệ tương ứng là 5%, 5,2% sau 30 ngày [53]. Trong một nghiên cứu khác Panellus stipticus phân hủy hoàn toàn 2,7-DCDD (2,8 mg/l) sau 40 ngày với sản phẩm trung gian được xác định là 4CC [63].
Kunichika và đồng tác giả cũng đã chứng minh sự phân hủy đất nhiễm dioxin bởi nấm Acremonium sp. Gần đây một con đường phân hủy dioxin mới của nấm phân
Hình 1.5 Đề xuất con đường phân hủy
2,7-dichlorodibenzo-p-dioxin (27-
DCDD) bằng nấm đảm trắng
Phanerochaete chrysosporium. Với (1)
27-DCDD; (2) 4-chloro-1,2-benzoquinone; (3) 4-chlorocatechol; (4) 2-hydroxy-1,4- benzoquinone; (5) 2-methoxy-1,4- benzoquinone; (6); 4-chloroveratrole; (7); 1,2,4-trihydroxy-benzene; (8) 2- methoxyhydroquinone; (9) 4-hydoxy-1,2-
benzoquinone; (10) β-ketoadipic acid.
hủy vòng ether Cordyceps sinensis A đã được nghiên cứu. Nấm này có khả năng phân hủy DD, 2,3,7-TriCDD và OCDD. Loài nấm được nghiên cứu phân hủy DD tạo thành catechol, chất này sau đó được trao đổi chất tiếp đến cis-cis-muconate; trong khi đó phân hủy 2,3,7-TriCDD và OCDD dẫn đến catechol chứa 1-3 clo và catechol không chứa clo. Tuy nhiên, các cơ chế phân hủy PCDD/F của chủng nấm kể trên vẫn chưa rõ ràng [63].
Ở Việt Nam, các nghiên cứu khử độc đất nhiễm chất độc hóa học mới được bắt đầu từ năm 1999. Phịng cơng nghệ sinh học môi truờng (CNSHMT) - Viện công nghệ
sinh học đã thực hiện nhiều nghiên cứu và thực hiện xử lý ở nhiều quy mô khác nhau: 0,5 m3; 1,5 m3; 2 m3; 100 m3 và 3.384 m3. Kết quả thu được là đã làm giảm tổng độ
độc từ 50-70% sau 2 năm xử lý. Hiện nay, trong bộ sưu tập giống VSV phân lập từ đất
nhiễm chất diệt cỏ chứa dioxin ở Đà Nẵng của phòng CNSHMT, một số chủng đã được định tên bằng cả hai phương pháp truyền thống và xác định trình tự gene 16S
rRNA, 18S rRNA bao gồm Streptomyces sp. XKDN11, Streptomyces sp. XKDN12,
Streptomyces sp. XKDN19, Streptomyces sp.XKDNR1, Brevibacillus sp. XKDN13, Brevibacillus sp. BDNR10, Bacillus sp. BDN6, Bacillus sp. BU3, Pseudomonas sp.
BDN15, Pseudomonas sp. BDNR1, Pseudomonas sp. Setdn1, Paenibacillus sp. Ao3,
Aspergillus sp. FDN9, Aspergillus sp. FDN20, Aspergillus sp. FDN21, Aspergillus sp.
FDN41, Curvularia sp. FDN22, Trichoderma sp. FDNR40 [3, 5, 6, 10, 11, 15, 21]. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Các trình tự gene đều được đăng ký trên GenBank. Một số gene chức năng tham gia vào phân hủy chất diệt cỏ/dioxin như tdfA, dioxingenase v.v. cũng đã được nghiên cứu và giải trình tự. Một số gene đã được đánh giá số lượng bản sao ngay trong các lô xử lý tẩy độc như C230, tdfA. Các chủng VSV này đều có khả năng phân hủy 2,3,4,7-
TCDD hoặc 2,4,5-T, 2,4-D, DBF, PAH v.v. ở các mức độ khác nhau như là nguồn cacbon và năng lượng duy nhất hay theo cơ chế đồng trao đổi chất. Việc định tên và xác định khả năng phân hủy chất ô nhiễm của các chủng vi sinh vật này góp phần làm
sáng tỏ cơ chế và hiệu quả của sự phân hủy sinh học diễn ra trong q trình xử lý cơng nghệ phân hủy sinh học đã và đang triển khai để xử lý khử độc ở quy mô 3384 m3 đất tại “điểm nóng” sân bay Biên Hịa, Đồng Nai.