Download miễn phí Luận văn Phân lập, tuyển chọn và nghiên cứu khả năng phân hủy sinh học hydrocacbon thơm của một vài chủng vi khuẩn được phân lập từ nước ô nhiễm dầu tại Quảng Ninh



MỤC LỤC
BẢNG CHỮ VIẾT TẮT . . .1
DANH MỤC CÁC BẢNG. . .2
DANH MỤC CÁC HÌNH . . .3
MỞ ĐẦU . . .
CHưƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU . .8
1.1 Đặc điểm cơ bản của hợp chất hydrocarbon thơm đa nhân .8
1.1.1. Tính chất hóa lý . . .8
1.1.2 Tính độc của PAH và ảnh hưởng của nó tới môi trường sống . . .10
1.2. Nguồn gốc phát sinh PAH . .13
1.2.1. Hiện trạng ô nhiễm PAH trên thế giới và ở Việt Nam .13
1.2.2. Nguồn gốc phát sinh . .14
1.3. Các biện pháp xử lý tẩy độc PAH . .15
1.3.1 Phương pháp hóa lý . .16
1.3.2. Phương pháp phân hủy sinh học . .16
1.4. Phân hủy sinh học các PAH bởi vi sinh vật . .19
1.4.1. Vi sinh vật phân hủy PAH . .19
1.4.2. Cơ chế phân hủy PAH bởi VSV . .21
1.5. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình phân hủy các hợp chất
hydrocarbon thơm đa nhân . . .25
1.6. Các phương pháp phân loại vi sinh vật . .29
1.6.1. Phương pháp phân loại truyền thống . .29
1.6.2. Phương pháp phân loại bằng sinh học phân tử .30
CHưƠNG II. VẬT LIỆU VÀ PHưƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .33
2.1. Nguyên liệu và hóa chất . . 33
2.1.1. Nguyên liệu . . .33
2.1.2. Hóa chất . . .33
2.2. Môi trường nuôi cấy . . .33
2.3. Máy móc và thiết bị nghiên cứu . .34
2.4. Phương pháp nghiên cứu . .34
2.4.1. Phân lập vi sinh vật trên mẫu nước nhiễm dầu .34
2.4.2. Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học của một số chủng vi khuẩn . . .35
2.4.3. Đánh giá khả năng sử dụng PAH của vi khuẩn.36
2.4.4. Xác định trình tự gen mã hóa 16S rRNA và catechol
2,3-dioxygenase. . .36
2.4.4.1. Tách chiết DNA tổng số của vi khuẩn theo phương pháp của Sambrook, Russell . .36
2.4.4.2. Nhân đoạn gen bằng phương pháp PCR .37
2.4.4.3. Quy trình biến nạp và chọn dòng . .38
2.4.4.4. Phương pháp xác định trình tự gen bằng máy tự động . . .40
2.4.4.5. Phương pháp xây dựng cây phát sinh chủng loại .41
CHưƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN . .42
3.1. Phân lập và tuyển chọn vi khuẩn có khả năng phát triển
trên môi trường chứa PAH . . .42
3.2. Đặc điểm hình thái và tế bào của chủng vi khuẩn BQN31 .44
3.3. Khả năng sử dụng các loại PAH của chủng vi khuẩn BQN31 . . .45
3.4. Xác định trình tự đoạn gen mã hóa 16S rRNA của chủng BQN31 . . .49
3.4 .1. Tách chiết DNA tổng số và nhân đoạn gen mã hóa
16S rRNA bằng kỹ thuật PCR . .49
3.4.2. Tách dòng gen mã hóa 16S rRNA từ chủng BQN31 .50
3.4.3 Tách DNA plasmid và kiểm tra các dòng khuẩn lạc thích hợp . . .52
3.4.4. Trình tự gen 16S rRNA của chủng vi khuẩn BQN31 .54
3.5. Nhân đoạn gen mã hóa catechol 2,3 dioxygenase từ chủng BQN31 . . .57
IV. KẾT LUẬN . . .62
TÀI LIỆU THAM KHẢO . . .63


http://s1.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2013-10-24-luan_van_phan_lap_tuyen_chon_va_nghien_cuu_kha_na.4s5S9w9pCS.swf /tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-41920/
Để tải bản DOC Đầy Đủ xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung:

nh hưởng trực tiếp đến sự gia tăng các hoạt
động đồng hóa PAH. Tính đến năm 2004 đã có trên 30 enzym C23O và nhiều
trình tự nucleotide của các gen mã hóa C23O đã được xác định [34]. Hiện
nay, các nhà nghiên cứu vẫn đang khai thác các khía cạnh ứng dụng và học
thuyết của C23O và gen mã hóa C23O trong các chủng đơn, tập đoàn và trong
quá trình phân hủy các chất vòng thơm ở tự nhiên và trong xử lý làm sạch
bằng phân hủy sinh học.
PAH là các chât gây ô nhiễm quan trọng trong nước ngầm. Các PAH
có 2 và 3 vòng được quan tâm đặc biệt do khả năng hòa tan cao hơn trong
nước và dễ di chuyển vào nước ngầm [43]. Hiện nay, có rất ít công bố về
chuyển hóa PAH bởi vi khuẩn kỵ khí. Mặc dù naphthalene và acenaphthalene
Luận văn tốt nghiệp Khoa Sinh - KTNN
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
25
đã được loại bỏ (rất ít) bởi hỗn hợp vi khuẩn khử nitrat, tuy nhiên cơ chế trao
đổi chất của quá trình chưa được sáng tỏ. Gần đây, Coates và cộng sự đã công
bố về khả năng oxy hóa PAH đến CO2 dưới điều kiện khử sulphat của các
mẫu tràm tích vịnh San Diego [18]. Tuy nhiên quá trình này đòi hỏi nhiều
thời gian và tốc độ rất chậm [16].
Phân hủy kỵ khí PAH đã được nghiên cứu với NO
3-
, ion Fe hay SO4
2-
như là các chất nhận điện tử và dưới các điều kiện sinh methan. Các con
đường phân hủy sinh hóa đã được nghiên cứu với các tập đoàn vi khuẩn hay
chủng sạch phân hủy napthalene và cho thấy, 2-naphthoic acid là chất trao đổi
chất trung gian. Naphthalene được họat hóa bởi bổ sung đơn vị C1 để tạo ra
2-naphthoic acid, trong khi đó methylnaphthalene được hoạt hóa bởi bổ sung
fumarate đối với nhóm methyl và được phân hủy tiếp thành 2-naphthoic acid.
Phân hủy 2-naphthoic acid được thực hiện qua khử và cắt vòng để tạo ra
5,6,7,8-tetrahydro-2-naphthoic acid. Sản phẩm trung gian cắt vòng như là 2-
carboxyclohexylacetic acid cho thấy sự phân hủy diễn ra qua các dẫn xuất
cyclohexan chứ không qua các hợp chất thơm. Phân hủy kỵ khí PAH cũng đã
được chứng minh trong môi trường nước nhiễm bằng xác định các hợp chất
trao đổi chất đặc hiệu và nghiên cứu đồng vị phóng xạ. Các sản phẩm trao đổi
chất đặc hiệu phân hủy kỵ khí PAH như naphthyl-2-methylsuccinate đã được
phát hiện chứng tỏ sự phân hủy kỵ khí của 2-methylnaphthalene, trong khi đó
2-naphthoic acid là dấu hiệu của phân hủy kỵ khí naphthalene và 2-
methylnaphthalene [43].
1.5. Các yếu tố ảnh hƣởng tới quá trình phân hủy các hợp chất
hydrocarbon thơm đa nhân
Sự phân hủy sinh học PAH phụ thuộc rất nhiều yếu tố. Ngoài các yếu tố
môi trường như pH, nhiệt độ, dinh dưỡng, độ ẩm của đất, nồng độ oxy, nó còn
Luận văn tốt nghiệp Khoa Sinh - KTNN
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
26
phụ thuộc vào tính chất vật lý, hóa học của các PAH, sự có mặt đồng thời hay
riêng rẽ của các PAH trong môi trường. Ngoài ra nó còn phụ thuộc vào bản
thân các vi sinh vật, cách mà các vi sinh vật chuyển cơ chất qua màng
tế bào. Thường những phân tử tan có thể được vận chuyển qua màng tế bào
và có khả năng phân hủy sinh học tốt hơn [16], [51], [31], [42], [61].
Các yếu tố môi trường tại nơi mà vi sinh vật được phân lập ảnh hưởng
rất lớn đến sự phát triển của chúng. Do vậy, trong quá trình xử lý làm sạch
môi trường, vấn đề này đóng vai trò quan trọng và quyết định hiệu quả của
việc xử lý. Quá trình phân hủy các hợp chất hydrocarbon thơm đa nhân bởi
các vi sinh vật thường xảy ra với tốc độ chậm, do vậy việc tạo điều kiện thích
hợp cho tập đoàn vi sinh vật phát triển tốt nhất, có hiệu quả phân hủy sinh học
cao có thể coi là chìa khóa của công nghệ phân hủy sinh học.
Theo Yuan và cộng sự (2000), điều kiện tối ưu cho sự phân hủy các
hydrocarbon thơm đa nhân của đối tượng mà tác giả nghiên cứu là 30
o
C, pH
7. Hai chủng vi khuẩn Alcaligenes eutrophus JMP134 và Pseudomonas
cepacia AC1100 phát triển tốt nhất ở 29
o
C [30]. Một số nghiên cứu khác cho
thấy chủng Streptomyces danangensis XKDN19 có khả năng phát triển tốt
nhất ở 32
o
C, pH 6, nồng độ NaCl 0 - 3% [9]; chủng Streptomyces
danangensis XKDN11 ở 30
o
C, pH 7, nồng độ NaCl 0,5% [1]; chủng nấm sợi
FDN20 ở 28
o
C, pH 6, nồng độ NaCl 3% [3]. Các yếu tố khác như nguồn nitơ,
photpho, cacbon và các khoáng khác cũng ảnh hưởng đến sự phát triển và
phân hủy chất độc của các vi sinh vật.
Nghiên cứu của Nguyễn Bá Hữu và cộng sự (2002) về ảnh hưởng của
các yếu tố môi trường đến sự phân hủy các hợp chất hydrocarbon thơm đa
nhân của một số chủng vi khuẩn thuộc chi Pseudomonas, Sphingomonas phân
lập từ đất nhiễm dầu cho thấy các chủng này có khả năng phát triển tốt nhất ở
nhiệt độ 30
o
C, pH 7 - 7,8 và nồng độ muối NaCl từ 0% đến 3% [4]. Một số
Luận văn tốt nghiệp Khoa Sinh - KTNN
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
27
tác giả khác cũng phát hiện điều kiện tối ưu cho phân hủy sinh học PAH ở
30
o
C và pH 7 [31], [51], [61]. Trên đây là những kết quả quan trọng trong
việc kích thích tập đoàn vi sinh vật bản địa trong đó có vi khuẩn để tiến tới xử
lý vùng đất nhiễm độc hóa học.
Trong tự nhiên, thường không tồn tại một loại hydrocarbon thơm đa
nhân mà thường tồn tại dưới dạng hỗn hợp. Do đó việc nghiên cứu khả năng
phân hủy hỗn hợp các PAH là điều cần thiết để xem ảnh hưởng qua lại của
chúng trong hỗn hợp cũng như nồng độ của chúng. Sự tồn tại của các PAH
khác nhau có thể thúc đẩy hay ức chế quá trình phân hủy sinh học, nồng độ
của PAH cao sẽ làm giảm quá trình phân hủy sinh học và gây độc cho vi sinh
vật. Các PAH có trọng lượng phân tử thấp, cấu trúc đơn giản dễ dàng phân
hủy hơn so với các PAH có trọng lượng phân tử cao và có cấu trúc phức tạp.
Theo Yuan, điều kiện tối ưu cho sự phân hủy các hydrocarbon thơm đa nhân
đối với đối tượng tác giả nghiên cứu là tại nhiệt độ 30
o
C, pH 7 [52]. Tác giả
Zaidi cùng các cộng sự đã nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến sự phân hủy
phenanthrene và nhận thấy tại pH từ 6 đến 7 thì không ảnh hưởng mạnh đến
khả năng phân hủy, nhưng tại pH 10 thì gây ức chế khả năng phân hủy
phenanthrene của vi sinh vật [14],[61].
Bên cạnh các yếu tố quan trọng kể trên phải kể đến các yếu tố dinh
dưỡng. Đó là nguồn nitơ, phốt pho, các nguồn cacbon có thể bổ sung như cao
men, glucoza, axetat, pyruvat.v.v. Đây cũng sẽ là những nghiên cứu rất cần
thiết phục vụ cho quá trình tạo các yếu tố công nghệ thích hợp trong xử lý tẩy
độc [37].
Sự phân hủy sinh học các hydrocarbon thơm đa nhân riêng rẽ trong
mẫu thí nghiệm đã không ngừng được nghiên cứu và ngày càng thu được
nhiều kết luận có giá trị [16], [42], [58]. Các PAH có cấu trúc phân tử đơn
giản, trọng lượng phân tử thấp dễ dàng phân hủy sinh học hơn so với các
Luận văn tốt nghiệp Khoa Sinh - KTNN
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
28
PAH có trọng lượng phân tử cao và cấu trúc phức tạp [11], [16], [58], [59].
Tuy nhiên, chúng ta còn ít hiểu biết về khả năng phân hủy sinh học các PAH ...

---