مطالعه ديناميك گونه‌هاي باسيلوس طي حذف آلودگي‌هاي نفتي با روش PCR-DGGE

Study of the dynamic of Bacillus species during of oil contaminated soil by PCR-DGGE

مقدمه: پاكسازي زيستي راهي مؤثر، ارزان و سازگار با محيط‌زيست براي حذف آلودگي خاك و آب است و بررسي تنوع ريزموجودات بومي و تعيين نقش آنها اهميت بسياري در موفقيت اين روش دارد. هدف پژوهش حاضر، بررسي نقش گونه‌هاي باسيلوس در پاكسازي زيستي نمونه خاك آلوده به گازوئيل است. مواد و روش ها: دو ميكروكازم با افزودن ميزان 2 و 4 درصد گازوئيل به خاك تهيه شدند و يك ميكروكازم، شاهد و بدون آلودگي در نظر گرفته شد. ميزان تجزيه گازوئيل، تغييرات جمعيت باكتري‌هاي هتروتروف و تغييرات تنوع باسيلوس‌ها پس از افزودن منابع كربن، نيتروژن و فسفات با نسبت 100:10:1 و آب به ميزان 20 درصد با روش 16S rRNA PCR - DGGE طي دوره شش‌ ماهه بررسي شد. نتايج: در ميكروكازم‌هاي 2 و 4 درصد به‌ترتيب 50 و 44/44 درصد گازوئيل اوليه طي دوره شش‌ماهه تجزيه شد. روند افزايش تعداد باكتري‌هاي هتروتروف و بيشترين تعداد باكتري‌ها با سرعت تجزيه گازوئيل منطبق بود و تعداد باكتري‌ها در ميكروكازم‌هاي 2 و 4 درصد از 108×2 باكتري در هر گرم خاك به‌ترتيب به 1011×2 و 1012×2 باكتري در هر گرم خاك در بيشترين ميزان رسيد. بنابراين، ورود آلودگي سبب تحريك جمعيت ميكروبي خاك مي‌شود و ميزان آلودگي در كارآيي پاكسازي زيستي مؤثر است بحث و نتيجه گيري: مقايسه تنوع باندهاي DGGE نشان داد كه با واردشدن آلاينده به خاك، تنوع گونه‌هاي باسيلوس افزايش مي‌يابد و نقش مؤثر گونه‌هاي باسيلوس در پاكسازي زيستي خاك‌هاي آلوده به هيدروكربن‌هاي نفتي را نشان مي‌دهد. هم‌زمان با كاهش ميزان گازوئيل و تعداد باكتري‌ها، تنوع باندها در ژل DGGE نيز كمتر مي‌شود. بنابراين، با ورود آلاينده به‌عنوان منبع كربن، تنوع گونه‌هاي باسيلوس در ابتداي فرآيند تجزيه افزايش و به‌تدريج با حذف تركيب هيدروكربني دوباره كاهش مي‌يابد و تركيب جمعيت به شرايط پيش از حضور آلاينده نزديك مي‌شود.

Introduction: Bioremediation is an effective, inexpensive and environmental friendly manner for removing oil pollutions. Studding the biodiversity of indigenous microorganisms and their function is very important for bioremediation strategy selection and performance. This study was aimed to investigate the rule of Bacillus species in bioremediation of diesel contaminated soil. Materials and Methods: Soil microcosms were prepared by adding 2 and 4% (W/W) of diesel to the soil. A control microcosm without diesel contamination was also set up. Microcosms were amended with nitrogen and phosphate sources and water (20%) and in a six month study period and parameters including diesel degradation, heterotrophic bacterial count and Bacillus spp. diversity by 16S rRNA PCR-DGGE were studied. Results: The results showed that in 2% microcosm up to 50% and in 4% microcosm up to 44.44% of diesel were degraded after six months. The increase of bacterial count was completely coincided with the highest diesel removal rate. The count of heterotrophic bacteria in 2 and 4% microcosms was elevated from 2108 to 21011 and 21012 at the highest point, respectively. Accordingly, introduction of the diesel stimulated the native soil bacteria and the amount of pollution was determinative in bioremediation efficiency. Discussion and conclusion: Comparison of the pattern of DGGE bands variation between the microcosms showed that by entry of the contaminant into the soil, the diversity of Bacillus species was increased, indicating that Bacillus species has a particular role in diesel degradation. Simultaneous with decline of the pollution and microbial count of the soil, diversity of DGGE bands was decreased. Out of these findings we may conclude that addition of diesel as a carbon source to the soil increases the Bacillus spp. diversity at the beginning of bioremediation and afterwards by elimination of the pollutant, the diversity decreases gradually and shifts back to its original structure.