تجزيۀ زيستي فنل توسط مخمر هالوتولرانت Trichosporon cutaneum در محيط نمكي

Bioremediation of phenol by halotolerant yeast Trichosporon cutaneum in saline culture

مقدمه: فنل و مشتقات آن از جمله مهم‌ترين آلاينده‌هاي محيطي هستند كه غالباً در پساب‌هاي صنعتي يافت مي‌شوند. با وجود سمي‌بودن، فنل مي‌تواند به‌عنوان تنها منبع كربن و انرژي توسط برخي ميكروارگانيسم‌ها مصرف شود. مواد و روش‌ها: در اين پژوهش جداسازي مخمرهاي تحمل‌كنندۀ نمك و تجزيه‌كنندۀ فنل در محيط كشت GPY و MA حاوي ppm۲۵۰ فنل و۵درصد NaCl انجام شد. از ميان جدايه‌هاي به‌دست‌آمده، جدايۀ مخمري با توانايي مصرف بالاي فنل در حضور ۵درصد NaCl انتخاب و از طريق PCR ژن ITS شناسايي شد. مقاومت اين جدايه نسبت به غلظت‌هاي مختلف فنل و آثار سمي آن و همچنين تجزيۀ فنل و در حضور ۵درصد NaCl ازطريق سنجش مقدار فنل باقيمانده به‌روش اسپكتروسكوپي و اندازه‌گيري وزن خشك سلولي انجام شد. نتايج: در اين پژوهش 15 جدايه جداسازي شد كه براساس توانايي رشد در غلظت‌هاي فنل و نمك، جدايۀ ADH8 به‌عنوان جدايۀ منتخب انتخاب شد. تعيين توالي ژن ITS  اين جدايه را به‌عنوان Trichosporon cutaneum معرفي كرد. بر اساس نتايج به‌دست‌آمده تأثير ممانعت‌كنندۀ فنل در محيط حاوي ۵درصد NaCl  در غلظت‌هاي بيشتر از ppm ۱۲۵۰ مشاهده شد كه در نتيجۀ آن، كاهش قابلِ‌ملاحظه‌اي در رشد و حذف فنل صورت گرفت. در غلظت‌هاي ۷۵۰ و ۱۰۰۰ ppm فنل، تمامي غلظت اوليۀ فنل پس از ۲۴ ساعت انكوباسيون مصرف شد؛ ولي در غلظت ppm ۱۲۵۰ به‌دليل سميت فنل بر T.cutaneum، سرعت رشد سلولي و مصرف فنل متفاوت بود و با فاز تأخيري و زمان انكوباسيون طولاني‌تر، حذف فنل آغاز و پس از ۴۸ ساعت، تمام فنل اوليه مصرف شد. ‌ بحث و نتيجه‌گيري: نتايج به‌دست‌آمده نشان مي‌دهد كه سويۀ T.cutaneum تحمل‌كنندۀ نمك، با مقاومت بالا نسبت به فنل مي‌تواند به‌عنوان ابزار بالقوه‌اي جهت ازبين‌بردن آلودگي‌هاي فنلي در تصفيۀ پساب و خاك حاوي نمك استفاده شد.

Introduction:Phenol and its derivatives are environmental pollutants commonly found in many industrial influents. Despite being toxic, phenol can be utilized by some microorganisms as sole carbon and energy sources. Materials and methods: In this research, halotolerant phenol biodegrading yeasts were isolated in GPY and MA media containing 250 ppm phenol and 5% NaCl. Among isolated strains, the best strain that was able to utilize phenol in presence of 5% NaCl was selected and identified by PCR of ITS gene. The resistance of the yeast isolate to different phenol concentrations and its toxicity besides phenol degradation at saline culture were investigated by spectroscopic measurement of residual phenol and cell dry weight. Results: In this research, 15 strains were isolated. Based on their ability for growth in different concentration of phenol and salt, ADH8 was selected as best strain. An inhibitory effect of phenol was observed at concentrations higher than 1250 ppm in presence of 5% NaCl, resulting in significant reduction of growth rates and phenol degradation. At concentration 750 ppm and 1000 ppm of phenol, all of the phenol was consumed after 24 h. Our results revealed that at the concentration of 1250 ppm of phenol, because of phenol toxicity on T. cutaneum, growth rate and phenol degradation was different. Higher lag phase and incubation time were observed in this concentration and total removal was detected after 48 h. Discussion and conclusion: The results indicate that the highly phenolresistant halotolerant yeast represents a potentially promising means for biodegrading phenol pollution in wastewater treatment effluent and contaminated soil containing salt.