عنوان پایان‌نامه
ارزیابی پاکسازی زیستی سموم ارگانوفسفاته توسط باکتری های نمک دوست و تحمل کننده نمک
- رشته تحصیلی
- زیست شناسی علوم میکروبیولوژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 6204;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 73942;کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 6204;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 73942
- تاریخ دفاع
- ۱۳ مهر ۱۳۹۴
- دانشجو
- شکوفه رفیعیان
- استاد راهنما
- محمدعلی آموزگار, محمدرضا مهرنیا
- چکیده
- بحران آلودگی زیست محیطی یکی از مهم ترین مشکلات در سراسر جهان است. آفت کش ها در بخش کشاورزی به صورت گسترده استفاده می شوند. تنها 5 درصد از این مواد شیمیایی به ارگانیسم های هدف می رسد و بیشتر آنها به محیط زیست رها شده و اثرات مضری بر سلامت اکوسیستم ها، حیات وحش و انسان ها دارد. بین این گروه از آلاینده ها، آفت کش های ارگانوفسفاته بیشترین میزان مصرف را به خود اختصاص داده اند. روش پاکسازی زیستی برای حذف آلاینده ها روشی کارآمد و سازگار با محیط زیست می باشد که در سراسر دنیا مورد قبول واقع شده است. با توجه به روند افزایش شوری در زه آب های کشاورزی و نیاز به پاکسازی و استفاده مجدد از این آب ها به دلیل مشکل کم آبی، تقاضا برای روش های تیمار جدید رو به افزایش است. در این پژوهش برای جداسازی باکتری های نمک دوست و تحمل کننده نمک توانمند در تجزیه آفت کش های ارگانوفسفاته، نمونه های مختلف خاک و آب از نواحی کشاورزی تهیه شد. آفت کش کلرپیریفوس به دلیل کاربرد فراوان به عنوان نماینده این گروه انتخاب گردید. باکتری های نمک دوست دارای قابلیت استفاده از این آفت کش به عنوان تنها منبع کربن از طریق غنی سازی هدفمند، جداسازی شدند. با توجه به بیشترین رشد در حضور این آفت کش به عنوان تنها منبع کربن، یک سویه به عنوان بهترین سویه برای مطالعات بیشتر انتخاب گردید و از طریق تعیین توالی ژن 16S rRNA شناسایی شد. توانایی سویه منتخب در تجزیه آفت کش کلرپیریفوس از طریق کشت در محیط مایع حاوی این آفت کش به عنوان تنها منبع کربن، و سپس استفاده از روش استخراج با حلال و آنالیز کروماتوگرافی گازی-اسپکترومتری جرمی مورد سنجش قرار گرفت. برای تعیین شرایط بهینه رشد، به عنوان نشانگر شرایط بهینه تجزیه، فاکتورهای دما، pH، میزان غلظت منبع کربن (کلرپیریفوس) و میزان نمک، مورد بررسی قرار گرفت. سپس میزان تجزیه در شرایط بهینه و همچنین میزان تجزیه در شرایط پایه در حضور 5/0 درصد گلوکز به عنوان منبع کربن جانبی، پس از گذشت 14 روز با استفاده از روش کروماتوگرافی گازی-اسپکترومتری جرمی مورد سنجش قرار گرفت. نتایج نشان داد سویه نمک دوست منتخب با شباهت 1/98 % به Halomonas kenyensis AIR-2، متعلق به رده Gamaproteobacteria و جنس Halomonas می باشد. نتایج کروماتوگرافی گازی-اسپکترومتری جرمی حاکی از آن بود که این سویه در شرایط پایه با حضور mg/l 100 کلرپیریفوس، و بدون حضور محرک های رشد به میزان 23/25% در حذف این ترکیب توانمند است. بررسی فاکتورهای بهینه نشان داد سویه منتخب در دمای ? 35 ، 7 pH، و غلظت 10% نمک بهترین رشد را دارد. همچنین بررسی رشد در غلظت های مختلف کلرپیریفوس در شرایط پایه مشخص نمود این سویه تا mg/l 600 با افزایش میزان آفت کش افزایش رشد نشان می دهد. بررسی کروماتوگرافی گازی-اسپکترومتری جرمی در شرایط بهینه و در شرایط پایه در حضور گلوکز به عنوان منبع کربن جانبی، نشان داد این سویه در این شرایط به ترتیب قادر به تجزیه 09/97 و 64/99 درصد از کلرپیریفوس می باشد. نتایج این پژوهش نشان می دهد که باکتری های نمک دوست جداشده از محیط های کشاورزی می توانند گزینه مناسبی برای تجزیه آفت کش های ارگانوفسفاته در محیط های شور باشند.
- Abstract
- Environmental pollution is one of the main problems around the world. Pesticides are used extensively in agriculture. Only 5% of these chemicals reach the target organisms, and most of it released into the environment and has harmful effects on the health of ecosystems, wildlife and humans. Among this group of pollutants, organophosphorus pesticides have the highest rates of use. Biological methods for removing contaminants are efficient and environmentally friendly way and universally accepted. Due to the increase of the salinity in the agricultural drainage waters and the need for cleaning and reuse of the water due to water shortages, there is an increased demand for new treatment techniques. In this study, for isolation of halophilic and halotolerant bacteria, able to degrade organophosphorus pesticides, different soil and water samples from agricultural area was prepared. Chlorpyrifos was selected as representative of this group, because of it's widely use. Halophilic bacteria that have the ability to use pesticides as the sole source of carbon, were isolated through targeted enrichment. Based on the higher growth in the presence of the pesticide, one isolate was selected for further studies. The ability of the selected strain to degrade chlorpyrifos was evaluated by the growth of strain in liquid medium containing pesticide as the sole source of carbon followed by solvent extraction and GC-MS analysis. To determine the optimal growth conditions, as an indicator of optimal pesticide removal, factors such as temperature, pH, concentration of carbon source (chlorpyrifos) and salt concentration were examined. Degradation of Chlorprifos in the optimal growth condition and in the basic growth condition with presence of glucose as additional carbon source also determined with GC-MS analysis. The results showed that the selected halophilic species with 98.1%, similarity to Halomonas kenyensis AIR-2 belongs to the Gamaproteobacteria class and the Halomonas genus. The results of GC-MS analysis showed that the strain in the basic conditions, with 100 mg/l of chlorpyrifos and no growth factor can remove 25.23% of the compound. The study of optimum growth conditions showed that temperature 35?, pH7, and salt concentration of 10% are the best growth conditions. Growth analysis in different concentrations of chlorpyrifos in basic conditions showed that by increasing the amount of pesticides to 600 mg/l the growth of strain increases. GC-MS analysis of Chlorpyridos degradation in optimal growth condition and basic growth condition in the presence of glucose after 14 days, showed 97.09% and 99.64% degradation respectively. It can be concluded that halophilic bacteria isolated from agricultural lands can be a good choice for degradation of OP compounds in saline environments.
