جداسازي و شناسايي يك سويه باكتري شيميوليتواتوتروف اختياري اكسيدكننده آهن و گوگرد از چشمه‏‏ها‏‏ي اردبيل

Isolation and characterization of a Facultative chemolithotrophic sulphur and iron oxidizing bacterium from Ardabil acidic springs

مقدمه: استخراج فلزات از معادن سولفيدي با استفاده از روش‏‏هاي رايج فيزيكي شيميايي، علاوه بر آسيب به محيط زيست، بسيار هزينه‏‏بر است. كاربرد عناصر زيستي موجود در طبيعت، نظير باكتري‏‏ها، در حذف گوگرد از سنگ‏‏هاي معدني و استخلاص كم هزينه‏‏تر فلزات، سال‏‏هاست با عنوان فرآيند‏ فروشويي زيستي مورد توجه محققان قرار گرفته است. مواد و روش‏‏ها: براي انجام اين تحقيق، نمونه‏برداري از چشمه‏هاي اسيدي آب معدني استان اردبيل انجام شد. نمونه‏ها در محيط حاوي عناصر گوگردي و آهن‏دار غني شدند و باكتري‏ها پس از كشت‏هاي متوالي در محيط جامد خالص‏سازي شدند. براي شناسايي باكتري جداسازي شده از روش‏هاي رايج ريخت شناسي، فيزيولوژيكي، بيوشيميايي و روش فيلوژنتيكي 16S rDNA استفاده شد. نتايج: طبق بررسي‏هاي انجام شده، باكتري جداشده، يك باسيل گرم مثبت اسپوردار با دماي بهينه رشد 25 درجه سانتيگراد و اسيديته بهينه 4 است و طبق تحليل‏ فيلوژنتيكي، يك ‏سويه جديد از باكتري Bacillus firmus با 99 درصد تشابه بوده است كه قادر به اكسيداسيون تركيبات گوناگون گوگردي (نظير: تيوسولفات پنج درصد، گوگرد عنصري سه درصد، سولفيت سديم سه درصد) و آهن‏دار (پيريت 3 درصد، پيروتيت 3 درصد، سولفات آهنII 5/4 درصد و پودر آهن 2 درصد) است. همچنين، اين باكتري مس نامحلول سنگ معدن سرچشمه (5 درصد) را به سولفات مس تبديل مي‏كند و رنگ محيط را به آبي مايل به سبز تغيير مي‏دهد. بحث و نتيجه‏گيري: با توجه به دما و اسيديته بهينه، و فعاليت‏هاي اكسيداسيون گوگرد و آهن اين باكتري، مي‏توان از آن در حضور باكتري‏هاي ليتوتروف ديگر به شكل‏ مجموعه‏اي (كنسرسيوم) در فرآيند‏هاي فروشويي زيستي استفاده كرد.

Introduction: Since metal extraction from sulfide ores by physicochemical methods is expensive and also detrimental to the environment, microorganisms, mainly bacteria are being increasingly used for desulfurization of sulfide minerals. Microbial leaching or bioleaching is an inexpensive and environmentally friendly technology for metal recovery. Materials and Methods: In the present study, to isolate iron and sulfur-oxidizing bacteria which are active in bioleaching process, spring water samples were collected and enriched by iron and sulfur-containing media. In order to identify the isolated bacteria, several morphological, physiological, biochemical and 16S rDNA phylogenetical methods were implemented. Results: After several sub-cultures, a gram-positive spore-forming rod (NS strain) was isolated and then characterized. Sequence analysis of 16S rDNA revealed that the isolated strain was closely related to Bacillus firmus strain IAM 12464 (99%), that was capable to oxidize several sulphur and iron component such as: thiosulfate 5%, elemental sulphur 3%, sodium sulphate 3%, pyrite 3%, pyrrhotite 3%, ferrous sulphate 4.5% and Iron powder 2%. Also, this isolate could dissolve copper of SARCHESHME ore to copper sulphate and change the colour of medium to blue-green. The optimal growth of the isolate was observed at 25°C and pH 4. Discussion and Conclusion: Due to the optimum pH and temperature, and the iron and sulphur oxidizing activity of this isolate, this bacterium together with a consortium of lithotrophic bacteria could be used in bioleaching processes. Key words: Bioleaching, Chemolithotrophic bacteria, Sulphurous springs.