Hidrológiai Közlöny, 2016 (96. évfolyam)
2016 / Különszám - Nagymáté Zsuzsanna, Jurecska Laura, Romsics Csaba, Mészáros Éva, Tóth Fanni, Pohner Zsuzsanna, Márialigeti Károly: Deklorináló mikroba közösségek molekuláris biológiai módszerekkel történő jellemzése
70 Hidrológiai Közlöny 2016. 96. évf. különszám Deklorináló mikroba közösségek molekuláris biológiai módszerekkel történő jellemzése Nagymáté Zsuzsanna*, Jurecska Laura*, Romsics Csaba*, Mészáros Éva*'**, Tóth Fanni, Pohner Zsuzsanna*, Márialigeti Károly* * ELTE Mikrobiológiai Tanszék, 1117 Budapest, Pázmány Péter stny. 1/c., **Agrártudományi Intézet, ETH Zürich, CH-8315 Lindau, Svájc Kivonat A klórozott alifás szénhidrogének (pl. tetraklóretén - PCE, triklóretén -TCE) bontása anaerob, reduktív deklorináció folyamata során történik. A folyamatban speciális összetételű deklorináló mikrobaközösség vesz részt. Az anaerob reduktív deklórozás kulcs szervezetei a kevert kultúrákban szaporodó, szigorúan anaerob, halorespirációra képes Dehalococcoides nemzetség tagjai. A vizsgálataink során alkalmazott molekuláris biológiai módszerekkel TCE-nel szennyezett talajvízből, valamint deklorinációra képes kevert tenyészeteket tartalmazó mikrokozmoszokból egyaránt kimutathatóak voltak a Dehalococcoides nemzetség tagjai, illetve a TCE eténig történő bontásában szerepet játszó reduktív dehalogenáz gének (vinil-klorid reduktázok). A Dehalococcoides nemzetség mellett a Bacteria és Archaea dómén aktív tagjait Fluoreszcens In Situ Hibridizációs technika alkalmazásával mutattuk ki, és meghatároztuk mennyiségbeli arányaikat. A 10 -108 mL összes sejtszámmal jellemezhető talajvízben, illetve mikrokozmosz tenyészetekben a Dehalococcoides nemzetség és az Archaea dómén tagjait eltérő, a Bacteria dómén tagjainál alacsonyabb sejtszám értékek j ellemezték. Kulcsszavak deklorináció, FISH, oltókultúra, TCE, T-RFLP Characterization of dechlorinating microbial consortia using molecular biological methods Abstract Under anaerobic conditions halogenated aliphatic hydrocarbons (tetrachloroethene -PCE, trichloroethene - TCE) can be reductively dehalogenated thorough dechlorination process which requires special microbial community. The key microorganisms of anaerobic, reductive dechlorination belong to the genus Dehalococcoides which are strictly anaerobes and could grow solely in mixed culture. The members of the genus Dehalococcoides and the genes of the key enzymes of dehalogenation process the reductive dehalogenases (such as vinyl-chloride reductases) were detected in TCE contaminated groundwater and anaerobic dechlorinating cultures (microcosms) by molecular methods. The proportion of genus Dehalococcoides, and the domen Bacteria and Archaea comparing the total cell count were determined by Fluorescence In Situ Hybridization (FISH) technique. The distinct cell counts of the genus Dehalococcoides and domen Archaea were lower than the cell count of the domen Bacteria in microcosms inoculated with TCE contaminated groundwater which were characterized 107-108 mL'1 total cell counts. Keywords dechlorination, FISH, inoculums, TCE, T-RFLP BEVEZETÉS Világszert és Magyarországon egyik gyakori talajvízszennyezők közé tartoznak a rövid szénláncú halogénezett alifás szénhidrogének (Waller és társai 2005), többek között a tetraklóretén - PCE, triklóretén - TCE, melyeket az elmúlt évtizedekben rendszeresen alkalmazták zsírtalanító- illetve oldószerként az iparban, mezőgazdaságban, valamint a háztartásokban egyaránt. A nem megfelelő és ellenőrizetlen körülmények között való tárolásuk következtében nagy mennyiségű halogénezett szénhidrogén jutott a talajokba, felszín alatti vizekbe ezáltal felhalmozódva környezetünkben. A szennyezett területek kárme- netesítésre számos technológia ismert, melyek közül az elmúlt évtizedekben a mikrobák által történő szennyező- anyag lebontás (bioremediáció) került előtérbe (Holmes és társai 2006, Müller és társai 2004). A bioremediáció történhet a mikrobák számára elérhető szubsztrátok (biostimuláció), illetve speciális deklorináló mikrobaközösség (bioaugmentáció) szennyezett területre való kijuttatásával. A mikrobák által történő TCE bontás, anaerob körülmények között a reduktív deklorináció folyamata által valósul meg, mely során végtermékként nem mérgező étén keletkezik, cisz-l,2-diklór-etilén (cDCE) és vinil- klorid (VC) termékeken keresztül. A TCE részleges, cDCE-ig történő deklorinációjára számos szervezet - Desulfitobacterium dehalogenans, Desulfomonile tiedjei, Sulfurospirillum sp., Dehalobacter restrictus - képes {Mészáros és társai 2012). Az eténig történő teljes deklorinációra, eddigi ismereteink szerint csak a Dehalococcoides nemzetség egyes tagjai képesek (Rowe és társai 2008, Müller és társai 2004), melyek közül a Dehalococcoides mccartyi 195-ös törzse került elsőként leírásra (Maymo-Gatell és társai 1997). Munkánk célja volt a triklór-etén teljes, eténig történő bontására képes deklorináló mikrobaközösségek, háromfázisú anaerob tenyészetekben való létrehozása, fenntartása, illetve szaporítás. A deklorináció folyamatát az abban szerepet játszó Dehalococcoides nemzetség tagjai
