جداسازي و شناسايي باكتري شيميوليتوتروف اجباري Thioalkalivibrio sp. سويۀ EMA و بهينه‌سازي حذف تيوسولفات در شرايط شور و قليايي

Isolation and identification of obligately chemolithoautotrophic, haloalkaliphilic bacterium Thioalkalivibrio sp. strain EMA and optimizing its thiosulfate removal activity in haloalkaliphilic condition

مقدمه: ورود آلاينده‌هاي خطرناك صنايع نفت و گاز مانند سود مصرف‌شده به خاك و آب يك معضل زيست‌محيطي است و تصفيۀ زيستي مي‌تواند در اين زمينه راهكار مناسبي باشد. با توجه به ميزان بالاي تركيبات گوگردي در پساب سود مصرف‌شده، در اين پژوهش جداسازي باكتري‌هاي شيميوليتوتروف نمك‌قليادوست اكسيدكنندۀ تركيبات گوگردي از خاك تالاب ميقان مورد توجه قرار گرفت. ‏‏ مواد و روش‏‏ها: براي جداسازي باكتري‌هاي نمك‌قليادوست گوگردي از خاك تالاب ميقان، از محيط كشت مخصوص شيميوليتوتروفي استفاده شد كه در آن تيوسولفات به‌عنوان منبع انرژي و الكترون و سديم كربنات/بيكربنات به‌عنوان منبع كربن در نظر گرفته شد. براي تعيين اجباري يا اختياري بودن رشد اتوتروفي جدايه‌ها، از كشت روي محيط نوترينت آگار استفاده شد و سويه‌هاي منتخب با تعيين توالي ژن 16S rRNA شناسايي شدند. بهينه‌سازي رشد و فعاليت سويۀ منتخب با نام EMA، در pHها و غلظت‌هاي مختلف نمك با كمك روش پروتئين‌سنجي و تيتراسيون تيوسولفات انجام شد. ‏‏ نتايج: براساس آناليز مولكولي، جدايه‌ها نزديك‌ترين شباهت را به گونه‌هاي جنس Thioalkalivibrio نشان دادند. با توجه به نتايج به دست آمده، بهينه رشد باكتري و حذف تيوسولفات در pH 10 و غلظت ۵درصد نمك (سديم‌كلريد يا سديم‌سولفات) حاصل شد. در غلظت‌هاي بالاتر نمك، در حضور سديم‌سولفات در مقايسه با سديم‌كلريد، باكتري با سرعت بيشتري تيوسولفات را حذف كرد. ‏ بحث و نتيجه‏گيري: پتانسيل بالاي حذف تركيبات گوگردي از محيط توسط جدايه‌هاي شيميوليتوتروف نمك‌قليادوست در شرايط حاد، نشان‌دهندۀ قابليت كاربرد اين باكتري‌ها براي تصفيۀ پساب سود مصرف‌شده است. ‏‏

Introduction: Dischargeing hazardous pollutants of oil and gas industries such as spent caustic into the soil and water is an environmental concern for which biological treatment could offer a solution. To remove high levels of sulfur compounds in spent caustic waste, isolation of chemolithoautotrophic sulfuroxidizing bacteria from Meighan wetland was considered in this study. Materials and methods: For isolation of chemolithoautotroph haloalkaliphile sulfuroxidizing bacteria, alkaline sulfurrespiring medium with sodium thiosulfate as the sole electron and energy source and sodium carbonate/bicarbonate as carbon source were utilized. To confirm that the purified isolates are obligated autotroph, their growth on nutrient agar medium was surveyed and selected strains were identified based on 16S rRNA sequence analysis. The growth and activity of selected strain named EMA were optimized at various pHs and salt conditions by assessment of protein content and remained thiosulfate in the culture medium. Results: Following enrichment, 10 chemolithoautotrophic, haloalkaliphilic sulfuroxidizing strains were isolated. 16S rRNA sequence analysis, showed that the strains belonged to the genus Thioalkalivibrio. The optimal growth and thiosulfate removal of the selected strain were obtained at pH 10 and 50 g/l of salt (sodium chloride or sodium sulfate). At higher salt concentrations, thiosulfate removal was higher in the presence of sodium sulfate, rather than sodium chloride. Discussion and conclusion: high sulfur removal activity of the isolated haloalkaliphilic Thioalkalivibrio strains in extreme conditions with these bacteria could be promising for the biotreatment of spent caustic.