- Cột trắng là hàm lượng đồng phân 2,3,7,8TCDD
A.gyllenbergii strain RUH
đến 600 μg/mL thì hai chủng vi khuẩn A.junii strain DSM 6964và Bacillus subtilis
(B. subtilis) bị ức chế hoàn toàn [119]. Từ đó ta thấy BHNB1 có độ tương đồng
91% với A.junii DSM 6964 và chủng là lại có khả năng phân hủy PAH.
Theo nghiên cứu [114], đã chứng minh khả năng phân hủy 2,4-D của chủng
vi khuẩn A. baumannii pP4 và Alcaligenes eutrophus JMP 134 được phân lập từ hệ
rễ của cây được trồng trên đất nông nghiệp ở phía bắc New South Wales, Australia khi người ta sử dụng 2,4-D với mục đich chính là làm tăng khả năng nảy mầm của hạt, và các chủng vi khuẩn này có khả năng phân hủy lượng dư thừa 2,4-D sau khi sử dụng.
Như vậy có thể thấy rằng vi khuẩn Acinetobacterđã được nghiên cứu khá
nhiều và khá đầy đủ liên quan đến phân hủy các hợp chất hữu cơ vòng thơm ở trong đất nói chung và phân hủy chất diệt cỏ 2,4-D nói riêng. Dựa trên các đặc điểm hình thái khuẩn lạc, tế bào và trình tự đoạn gene16S rRNA có thể xếp chủng BHNB1 vào chi Acinetobacter và được ký hiệu là Acinetobactersp. BHNB1.
Các vi khuẩn chuyển hóa 2,4-D được xếp chủ yếu vào ba nhóm dựa trên các
đặc điểm sinh lý và tiến hóa [68] gồm nhóm thứ nhất là vi khuẩn phú dưỡng thuộc β,
γ-protobacteria gồm các chi Achromobacter, Burkholderia, Delftia, Halomonas, Pseudomonas, Ralstonia, Rhodoferax và Variovorax và đều mang các gene tfd;
nhóm thứ 2 gồm các vi khuẩn α-protobacteria phân lập từ đất nguyên thủy, đất trồng trọt
ở Nhật Bản và có họ hàng gần với vi khuẩn thuộc chi Bradyrhizobium. Mặc dù các gene
phân hủy 2,4-D chưa được xác định ở các vi khuẩn kể trên, nhưng các gene cadAB mã
hóa cho 2,4-5-T oxygenase ở Burkholderia cepacia AC1100 chúng lại được phát hiện ở
Bradyrhizobium sp. HW13; nhóm 3 gồm các thành viên của một loài thuộc chi
Sphingomonas trong α-protobacteria. Các vi khuẩn này được phân lập từ các mẫu có nguồn gốc nông nghiệp và công nghiệp. Các gene tham gia phân hủy 2,4-D trong
nhóm này như tfdBC giống như ở các nhóm thứ nhất, tuy nhiên bước đầu của quá
trình oxy hóa 2,4-D không phải enzyme α-ketoglutarat (α-KG) 2,4-D dioxygenase mà là hệ thống enzyme khác.
Từ cây phát sinh loài, ta có thể thấy chủng BHNB1 có quan hệ tương đối gần
gũi với chủng Alkanindiges illinoisensis và xa hơn đối với một số đại diện
Pseudomonas. Kết quả phân lập và định tên vi khuẩn BHNB1 cho thấy đây là chủng
vi khuẩn thuộc chi Acinetobacter có thể sinh trưởng và phát triển trong môi trường
có chất diệt cỏ/dioxin được phân lập từ đất khu vực Tây sân bay Biên Hòa.
3.2.2. Một số đặc điểm sinh học của các chủng vi khuẩn sử dụng chất diệt cỏ/dioxin và các chất tƣơng tự cỏ/dioxin và các chất tƣơng tự
3.2.2.1. Sự tồn tại của các gene tfdA ở chủng BHNA1
Như đã biết bước đầu tiên của quá trình chuyển hóa sinh học 2,4-D thành 2,4-dichlorophenol (2,4-DCP) được xúc tác bởi 2,4-D/α-ketoglutarate dioxygenase
(TfdA). Enzyme này được mã hóa bởi gene tfdA trong các vi khuẩn thuộc β, γ-
Proteobacteria và tfdAα trong các vi khuẩn thuộc α-Proteobacteria [68]. Do đó
nghiên cứu được đặt ra trong luận văn này là tập trung xác định trình tự của gene
tfdA từ chủng BHNA1 phân lập được từ Tây sân bay Biên Hòa - là khu mới được (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
phát hiện nhiễm chất diệt cỏ/dioxin. Sự tương đồng của gene tfdA ở chủng BHNA1
so với các gene khác từ các vi sinh vật được phân lập từ các nguồn ô nhiễm tương tự giúp cho chúng ta hiểu sâu sắchơn về khả năng loại bỏ chất diệt cỏ của vi khuẩn này.
Hình 3.12: Sản phẩm PCR nhân đoạn gene tfdA với cặp mồi tfdAF và tfdAR
của chủng BHNA1. M- thang DNA chuẩn mix
Sản phẩm PCR được khuếch đại đoạn gene tfdA với cặp mồi tfdAF và tfdAR
có kích thước khoảng 357 bp phù hợp với tính toán lý thuyết. Loài vi khuẩn phân
hủy 2,4-D được nghiên cứu nhiều nhất là Ralstonia eutropha JMP134. Cơ chế
400 BHNA1 M BHNA1 M
chuyển hóa 2,4-D bởi vi khuẩn này thành 2,4-dichlorophenol (2,4-DCP) nhờ
enzyme TfdA mã hóa bởi gene tfdA và là bước đầu tiên trong quá trình phân hủy
sinh học 2,4-D để nối tiếp cơ chế phân hủy thông qua chu trình Crep để cuối cùng dẫn đến khoáng hóa chất độc này [68].
Các nhà khoa học cũng đã phát hiện khả năng chuyển hóa 2,4-D của một loài
thuộc chi Sphingomonas trong α-Protebacteria. Các gene tham gia phân hủy 2,4-D
trong nhóm này như tfdBC giống như ở chủng R.eutropha JMP134, tuy nhiên bước
đầu của quá trình oxy hóa 2,4-D không phải enzyme TfdA thực hiện mà là hệ thống enzyme khác [68]. Trong một số nghiên cứu khác cũng chỉ ra khả năng phân hủy
carbazole của chủng vi khuẩn P. resinovorans CA10 thực hiện bởi enzyme được mã
hóa bởi catR, catBCA bằng con đường cắt nhân benzene ở vị trí ortho (Hideaki
Nojiri et al,. 2001). Các nhà khoa học Ấn Độ [94] cũng đã chứng minh khả năng
phân hủy phenanthrene của chủng P. delhiensis RLD-1 được phân lập từ than tro
bay của nhà máy nhiệt điện tại Delhi. Một nhóm nhà khoa học khác cũng chứng
mình khả năng phân hủy butan, các hydrocarbon mạch thẳng cũng như p-
hydroxybenzoate hay protocachuate của P. indica IMT37 và IMT40[79]. Vậy vi
khuẩn Pseudomonas có chứa gene tfdA không? và độ tương đồng với các gene
trong các loài vi khuẩn Pseudomonas và các vi khuẩn khác nhau ở điểm nào đã
được nghiên cứu.
Kết quả ở hình 3.12 cho thấy sản phẩm PCR nhân đoạn gene mã hóa tfdA từ
DNA tổng số của chủng BHNA1 có kích thước như tính toán lý thuyết. Sản phẩm PCR nhân đoạn gene mã hóa cho enzyme TfdA từ chủng BHNA1 được làm sạch và
xác định trình tự. Trình tự của đoạn gene chức năng và acid amin suy diễn này trình
bày ở hình 3.13.
CT AAG GCA TTA TCT AGT TAC TCT GTC GTT GCC GGT ACA CGA ACT GGG GCT (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
K A L S S Y S V V A G T R T G A
GCG TGG CGA GGC CAT GAG TTC ATC GAT CAG TTC GCG GCT TTC GTC ATC ATC
A W R G H E F I D Q F A A F V I I
CAT GCC TTC TAT GCG GCT GAT GTG CGA TGC GAT GTA GAG GGA TCG GCG GCC
H A F Y A A D V R C D V E G S A A
GGT GCC TGC ATG CCG GCG CAC GAG GAC TTG CCG CAC GGG CGG CTG GAG CTC
G A C M P A H E D L P H G R L E L
A P G V R H R T H V E I R Q S A R
GTG AAA GTA GTC ATG CAC CGC GAT CAA CGG AGC CAG GCG TTG CCG CCG TTC
V K V V M H R D Q R S Q A L P P F
TTC GCC CAG GGC GTC CCA GGC CGC CCG CAT GTC GCC GAA CTC CGT TA