غربال‌گري كانديدا تروپيكاليس se29w، جدا شده از پساب كارخانه توليد لاستيك، با توان بالقوه‌ي زيست پالايي سلنيت سمي

Potential of Candida tropicalis strain se29w isolated from waste rubber plant for the bio-remediation of the toxic selenite (SeO3-2)

سابقه و هدف: مواجهه‌ي دراز مدت با غلظت‌هاي بالاي سلنيت مي‌تواند به بروز ناراحتي‌هاي پوستي، از دست رفتن مو، تغيير شكل ناخن ها، نكروز كبد و كليه، اشكالات تنفسي و در نهايت مرگ سلولي منجر شود. در اين راستا، جداسازي و تعيين هويت ملكولي مخمرهاي بومي مقاوم به سلنيت، بعنوان كاتاليستهاي ايمن طبيعي و مناسب در آزمايشات زيست پالايي اكسي‌ آنيون سمي سلنيت مورد توجه قرار گرفت. مواد و روش‌ها: در اين مطالعه‌ي تجربي، پس از نمونه‌برداري از حوضچه‌هاي جمع‌آوري پساب و لجن فعال، غربال‌گري اوليه براساس جداسازي در محيط كشت انتخابي كلرامفنيكل رزبنگال آگار غني شده با سلنيت انجام شد. ارزيابي الگوي تحمل‌پذيري ذاتي سويه‌هاي غربال‌گري شده نسبت به سلنيت با استفاده از روش‌هاي رقت در آگار و ديسك ديفيوژن آگار انجام شد. زمان دو برابر شدن سلول‌ها و تعيين درصد بازدارندگي رشد سويههاي مخمري مقاوم با ترسيم منحني‌هاي استاندارد رشد در حضور سلنيت مورد سنجش قرار گرفت. براي ارزيابي حذف ميكروبي سلنيت از تكنيك كالريمتري با كمك معرف 3و3- دي آمينو بنزيدين هيدروكلرايد استفاده شد. تعيين هويت سويه مخمري كارآمد بر مبناي آناليزهاي فنوتيپي و فيلوژنتيكي انجام شد. يافته‌ها: در مجموع 32 جدايه مخمري مقاوم به سلنيت از نمونه‌هاي پساب و لجن فعال جدا گرديد. براساس نتايج الگوي تحمل‌پذيري و تاييد نتايج به كمك كدورت بهدست آمده از رسم منحني‌هاي رشد، سويه se29w (جدا شده از پساب كارخانه توليد لاستيك) با ماكزيمم تحمل پذيري 18 گرم در ليتر نسبت به يون سمي سلنيت، بهعنوان سويهي كارآمد تحت نام كانديدا تروپيكاليس مورد شناسايي ملكولي قرار گرفت و در بانك ژني با شماره شناسايي KR150680 ثبت شد. همچنين در اين پژوهش مشخص شد مخمر بومي مذكور قادر است سلنيت سمي را به سلنيوم احيا كند. در ادامه‌ي اين پژوهش، از سلول‌هاي در حال استراحت مخمر مذكور بهعنوان كاتاليست زيستي جهت آزمايشات سلنيت زدايي استفاده شد كه براساس نتايج پس از 60 ساعت گرماگذاري، كاهش 5/92 درصدي از سلنيت موجود در محيط زيست تبديلي با غلظت اوليه يك گرم در ليتر تحت شرايط دمايي 30 درجه سانتي‌گراد، pH برابر 2/7 و غلظت 20 گرم در ليتر وزن تر توده سلولي مشاهده شد. نتيجه‌گيري: در اين مقاله براي نحستين بار حذف و احياي سلنيت در گونه‌ي مخمري كانديدا تروپيكاليس گزارش شد. روش‌هاي غربال‌گري پيشنهاد شده در پژوهش اخير، مي‌تواند ما را در انتخاب هدفمند كاتاليست‌هاي ميكروبي كارآمد براي آزمايشات زيست‌پالايي سلنيت، در جهت ارتقاي سلامت و حفظ محيط زيست ياري كند.

Background and Aim: Contamination of soil and water resources with selenium oxyanions is a serious public health and environmental threat. Long-term exposure to high selenite concentrations can result in skin disorders, hair loss, liver and kidney necrosis, breathing problems, deformed nails and cell death. In this regard, isolation and identification of indigenous selenite-resistant yeast strains can be used as safe and natural catalysts in the bio-remediation of the toxic selenite (SeO3-2). Materials and Methods: In this experimental study, collected wastewater effluent and activated sludge samples are cultured into the selective Rose Bengal Chloramphenicol Agar medium containing selenite for selective screening of target strains of yeast. Agar dilution method and disk diffusion testing was performed to determine the intrinsic tolerance isolated yeast strains to selenite. The doubling time and the percentage of growth inhibition of the resistant isolated yeast strains in the presence of selenite were determined from standard growth curves. A colorimetric method using 3, 3-Diaminobenzidine hydrochloride has been developed for the microbial selenite removal. Phenotypic and phylogenetic analyses were used in the characterization of the potent yeast strain. Results: Confirmation of the results from selenite tolerance pattern was performed on turbidity growth curves of the isolated yeast strains. The results showed that the strain se29w, isolated from waste rubber plant, exhibited maximum tolerance of 18 g/l to selenite. The strain se29w was classified as Candida tropicalis (GenBank accession number KR150680). Reduction of selenite to elemental red selenium was also observed in the strain se29w. Based on the results of selenite removal experiments, the resting cells of C. tropicalis se29w is capable remove 92.5% of selenite with initial concentration of 1 g/l at 30 C, pH 7.2, agitation 180 rpm, 20 g/l of wet biomass and after 60h incubation. ‍Conclusion: The present research is the first report on the removal and reduction of selenite with C. tropicalis. The current project have proposed a variety of screening methods for identifying targeted microbial catalysts for bio-remediation of selenite and to improve environmental and human health.