Title
Metabolička raznovrsnost bakterija izolovanih iz površinskog rečnog sedimenta pod uticajem petrohemijskih efluenata: Pseudomonas sp. tn301 kao proizvođač polihidroksialkanoata
Creator
Narančić, Tanja M., 1979-
Copyright date
2012
Object Links
Select license
Autorstvo-Nekomercijalno-Bez prerade 3.0 Srbija (CC BY-NC-ND 3.0)
License description
Dozvoljavate samo preuzimanje i distribuciju dela, ako/dok se pravilno naznačava ime autora, bez ikakvih promena dela i bez prava komercijalnog korišćenja dela. Ova licenca je najstroža CC licenca. Osnovni opis Licence: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/rs/deed.sr_LATN. Sadržaj ugovora u celini: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/rs/legalcode.sr-Latn
Language
Serbian
Cobiss-ID
Theses Type
Doktorska disertacija
description
Datum odbrane: 06.07.2012.
Other responsibilities
mentor
Nikodinović-Runić, Jasmina
mentor
Fira, Đorđe, 1959-
član komisije
Fira, Đorđe, 1959-
član komisije
Vasiljević, Branka
Academic Expertise
Prirodno-matematičke nauke
University
Univerzitet u Beogradu
Faculty
Biološki fakultet
Alternative title
Metabolic varsality of bacteria isolated from surgace river sediment influenced by petrochemical effluentes: the case of Pseudomonassp. TN301 as polyhydroxyalkanoate producer
Publisher
Beograd : [T. M. Narančić],
Format
PDF/A (123 lista)
description
Biologija - primenjena mikrobiologija / Biology - applied microbiology
Abstract (sr)
Mono- i poliaromatična jedinjenja predstavljaju široko rasprostranjene zagađivače
životne sredine. Ova jedinjenja veoma dugo opstaju u datoj sredini, a mnoga od njih
imaju i toksična, kancerogena i mutagena svojstva. Sredine zagađene aromatičnim
jedinjenjima su najčešće kontaminirane i teškim metalima, a odlikuju se i
neravnotežnim odnosom esencijalnih nutrijenata. Sa druge strane, ovakve sredine su
dobar izvor bakterija sa sposobnošću preživljavanja u izuzetno teškim uslovima. Cilj
ovog rada je bila izolacija robustnih bakterija sa potencijalnom biotehnološkom
aplikacijom iz sedimenata koji su pod uticajem petrohemijskih efluenata. Upotrebom
dve različite strategije izolovanja, toplotnog pretretmana i medijuma za rast i
sporulaciju Actinobacteria, i predobogaćivanja uzoraka naftalenom u kombinaciji sa
odabirom brzo rastućih bakterija sa sposobnošću rasta na naftalenu kao jedinom izvoru
ugljenika i energije izolovane su 34 Gram-pozitivne i 4 Gram-negativne bakterije.
Izolati sa sposobnošću degradacije od 9 do 15 najčešćih aromatičnih polutanata poput
benzena, bifenila i naftalena pripadali su rodovima Bacillus, Arthrobacter,
Rhodococcus, Gordonia, Streptomyces, Staphylococcus, Actinobacteria, Sinorhizobium
i Pseudomonas. Rhodococcus sp. TN105, Gordonia sp. TN103 i Arthrobacter sp.
TN221 su identifikovani kao novi sojevi. Od 11 izolata sa sposobnošću rasta u
prisustvu bar jednog od testiranih teških metala (živa, kadmijum, nikl) u 100 mM
koncentracijama, 8 je imalo sposobnost degradacije 15 različitih aromatičnih jedinjenja.
Rezistenciju na bar jedan od testiranih antibiotika pokazalo je 60% izolata. Međutim,
nije primećena visoka učestanost multirezistencije na antibiotike. Trećina izolata je
imala sposobnost da akumulira bar jedan od biopolimera. Dvanaest izolata, uglavnom
pripadnika rodova Bacillus i Arthrobacter su akumulirali polifosfate, 3 Bacillus sp.
izolata su akumulirala polihidroksibutirat (PHB), Pseudomonas sp. TN301 je
akumulirao polihidroksialkanoate srednje duzine niza (mcl-PHA), dok su 4 Grampozitivna
izolata akumulirala egzopolisaharide. U ovom radu je po prvi put pokazana
sposobnost pripadnika roda Bacillus da konvertuju toluen u PHB. Pseudomonas sp.
TN301 se istakao zbog svoje sposobnosti da akumulira mcl-PHA do 22% suve ćelijske
mase iz poliaromatičnog jedinjenja naftalena. Razvijen je metod za dodavanje izrazito
hidrofobnih poliaromatičnih jedinjenja u kultivacioni medijum. Najveća masa i najviši
nivo akumuliranog mcl-PHA postignuti su dodavanjem sintetičkog surfaktanta Tweena
80 (0.5 g l-1). Pokazano je da Pseudomonas sp. TN301 ima sposobnost akumulacije
mcl-PHA iz širokog opsega poli- i monoaromatičnih jedinjenja, kao i njihovih smeša.
Ovaj rad predstavlja prvu sveobuhvatnu studiju metabolički raznovrsnih, u prvom redu
Gram-pozitivnih bakterija sa velikim aplikacionim potencijalom u procesu
bioremedijacije sredina zagađenih mešovitim polutantima, ali i sa drugim
biotehnološkim aplikacijama kao sto je konverzija otpadnog materijala u biopolimere.
U ovom radu je po prvi put pokazana sposobnost bakterijskog soja da konvertuje
različita poliaromatična jedinjenja i njihove smeše u biodegradabilni polimer (mcl-
PHA). S obzirom na to da ima odlike biodegradabilnog termoelastomera, mcl-PHAsve
više dobija na važnosti, pa je izolacija novih sojeva sa sposobnošću njegove produkcije
od izuzetnog značaja.
Abstract (en)
Mono- and polyaromatic compounds are among the most prevalent and persistent
pollutants in the environment. They have been reported as toxic, carcinogenic and
mutagenic. Contaminated sites usually contain complex mixture of aromatic
compounds and heavy metals, and are characterized by essential nutrients imbalance.
On the other hand, polluted sites proved to be valuable sources of bacteria capable of
surviving in these harsh environments. The aim of this study was to obtain robust
bacteria with potential biotechnological application from the river sediments affected
by the proximity of a petrochemical industrial site. Using two different isolation
strategies, heat pretreatment and media for growth and sporulation of Actinobacteria
and naphthalene enrichment combined with the selection of fast growing bacteria
capable of using naphthalene as the sole source of carbon and energy, 34 Gram-positive
and 4 Gram-negative bacterial strains were isolated. Isolates that were able to use 9 or
more common aromatic pollutants, such as benzene, biphenyl, naphthalene etc. as a
sole source of carbon and energy included members of Bacillus, Arthrobacter,
Rhodococcus, Gordonia, Streptomyces, Staphylococcus, Actinobacteria,
Sinorhizobium, and Pseudomonas genus. Rhodococcus sp. TN105, Gordonia sp.
TN103 and Arthrobacter sp. TN221 were identified as novel strains. Out of 11 isolates
able to grow in the presence of one or more metals (mercury, cadmium, nickel) at high
concentration (100 mM), eight could degrade 15 different aromatic compounds.
Antibiotic resistance to at least one of the tested antibiotics was found among 60% of
the isolates. However, high incidence of multiresistance was not observed. One third
of the isolates could accumulate at least one biopolymer. Twelve isolates (mainly
Bacillus sp. and Arthrobacter sp.) accumulated polyphosphate, three Bacillus sp.
accumulated polyhydroxybutyrate (PHB), and Pseudomonas sp. TN301 accumulated
medium chain length polyhydroxyalkanoate (mcl-PHA), while four Gram-positive
isolates could accumulate exopolysaccharides. This study is the first report of a
Bacillus strain capable of converting toluene to PHB. Pseudomonas sp. TN301 was
distinguished by its ability to accumulate mcl-PHA up to 22% of cell dry weight from
the naphthalene. A method of supplying highly hydrophobic polyaromatic
hydrocarbons to a culture medium was developed. The best biomass and mcl-PHA
yields were achieved with the addition of synthetic surfactant Tween 80 (0.5 g l-1). It
was shown that Pseudomonas sp. TN301 can accumulate mcl-PHA from a wide range
of poly- and monoaromatic hydrocarbons, and mixtures thereof.
This is the first comprehensive study on the metabolically diverse, primarily Grampositive
bacteria with great application potential for mixed pollution bioremediation
studies, as well as in other biotechnological applications such as waste conversion to
biopolymers. Also, this is the first report of the ability of a bacterial strain to convert a
range of polyaromatic hydrocarbon compounds to the biodegradable polymer (mcl-
PHA). Mcl-PHA is gaining importance as a promising biodegradable thermoelastomer
and therefore isolation of new producing strains is highly significant.
Authors Key words
Monoaromatična jedinjenja, poliaromatična jedinjenja,
biodegradacija, bioremedijacija, teški metali, polifosfati, egzopolisaharidi,
polihidroksibutirat, polihidroksialkanoat, Pseudomonas
Authors Key words
Monoaromatic compounds, polyaromatic hydrocarbons,
biodegradation, , heavy metals, bioremediation, polyphosphates, exopolysaccharides,
polyhydroxybutyrate, polyhydroxyalkanoate, Pseudomonas
Classification
[579.26:579.69]:[579.841.1:577.12] (043.3)
Subject
Aromatična jedinjenja
Subject
Zagađivači životne sredine
Type
Tekst
Abstract (sr)
Mono- i poliaromatična jedinjenja predstavljaju široko rasprostranjene zagađivače
životne sredine. Ova jedinjenja veoma dugo opstaju u datoj sredini, a mnoga od njih
imaju i toksična, kancerogena i mutagena svojstva. Sredine zagađene aromatičnim
jedinjenjima su najčešće kontaminirane i teškim metalima, a odlikuju se i
neravnotežnim odnosom esencijalnih nutrijenata. Sa druge strane, ovakve sredine su
dobar izvor bakterija sa sposobnošću preživljavanja u izuzetno teškim uslovima. Cilj
ovog rada je bila izolacija robustnih bakterija sa potencijalnom biotehnološkom
aplikacijom iz sedimenata koji su pod uticajem petrohemijskih efluenata. Upotrebom
dve različite strategije izolovanja, toplotnog pretretmana i medijuma za rast i
sporulaciju Actinobacteria, i predobogaćivanja uzoraka naftalenom u kombinaciji sa
odabirom brzo rastućih bakterija sa sposobnošću rasta na naftalenu kao jedinom izvoru
ugljenika i energije izolovane su 34 Gram-pozitivne i 4 Gram-negativne bakterije.
Izolati sa sposobnošću degradacije od 9 do 15 najčešćih aromatičnih polutanata poput
benzena, bifenila i naftalena pripadali su rodovima Bacillus, Arthrobacter,
Rhodococcus, Gordonia, Streptomyces, Staphylococcus, Actinobacteria, Sinorhizobium
i Pseudomonas. Rhodococcus sp. TN105, Gordonia sp. TN103 i Arthrobacter sp.
TN221 su identifikovani kao novi sojevi. Od 11 izolata sa sposobnošću rasta u
prisustvu bar jednog od testiranih teških metala (živa, kadmijum, nikl) u 100 mM
koncentracijama, 8 je imalo sposobnost degradacije 15 različitih aromatičnih jedinjenja.
Rezistenciju na bar jedan od testiranih antibiotika pokazalo je 60% izolata. Međutim,
nije primećena visoka učestanost multirezistencije na antibiotike. Trećina izolata je
imala sposobnost da akumulira bar jedan od biopolimera. Dvanaest izolata, uglavnom
pripadnika rodova Bacillus i Arthrobacter su akumulirali polifosfate, 3 Bacillus sp.
izolata su akumulirala polihidroksibutirat (PHB), Pseudomonas sp. TN301 je
akumulirao polihidroksialkanoate srednje duzine niza (mcl-PHA), dok su 4 Grampozitivna
izolata akumulirala egzopolisaharide. U ovom radu je po prvi put pokazana
sposobnost pripadnika roda Bacillus da konvertuju toluen u PHB. Pseudomonas sp.
TN301 se istakao zbog svoje sposobnosti da akumulira mcl-PHA do 22% suve ćelijske
mase iz poliaromatičnog jedinjenja naftalena. Razvijen je metod za dodavanje izrazito
hidrofobnih poliaromatičnih jedinjenja u kultivacioni medijum. Najveća masa i najviši
nivo akumuliranog mcl-PHA postignuti su dodavanjem sintetičkog surfaktanta Tweena
80 (0.5 g l-1). Pokazano je da Pseudomonas sp. TN301 ima sposobnost akumulacije
mcl-PHA iz širokog opsega poli- i monoaromatičnih jedinjenja, kao i njihovih smeša.
Ovaj rad predstavlja prvu sveobuhvatnu studiju metabolički raznovrsnih, u prvom redu
Gram-pozitivnih bakterija sa velikim aplikacionim potencijalom u procesu
bioremedijacije sredina zagađenih mešovitim polutantima, ali i sa drugim
biotehnološkim aplikacijama kao sto je konverzija otpadnog materijala u biopolimere.
U ovom radu je po prvi put pokazana sposobnost bakterijskog soja da konvertuje
različita poliaromatična jedinjenja i njihove smeše u biodegradabilni polimer (mcl-
PHA). S obzirom na to da ima odlike biodegradabilnog termoelastomera, mcl-PHAsve
više dobija na važnosti, pa je izolacija novih sojeva sa sposobnošću njegove produkcije
od izuzetnog značaja.
“Data exchange” service offers individual users metadata transfer in several different formats. Citation formats are offered for transfers in texts as for the transfer into internet pages. Citation formats include permanent links that guarantee access to cited sources. For use are commonly structured metadata schemes : Dublin Core xml and ETUB-MS xml, local adaptation of international ETD-MS scheme intended for use in academic documents.