Hidrológiai Közlöny, 2016 (96. évfolyam)
2016 / Különszám - Csitári Bianka, Fikó Dezső Róbert, Kovács Erika, Szabó Attila, Jurecska Laura, Mentes Anikó, Táncsics András, Máthé István, Felföldi Tamás: Fenolos vegyületek mikrobiológiai lebontásának vizsgálata természetes és mesterséges környezetekben
26 Hidrológiai Közlöny 2016.96. évf. különszám Fenolos vegyületek mikrobiológiai lebontásának vizsgálata természetes és mesterséges környezetekben Csitári B.*, Fikó D. R.*\ Kovács E.**, Szabó A.*, Jurecska L.*, Mentes A.*, Táncsics A.***, Máthé I.**, Felföldi T.*** Eötvös Loránd Tudományegyetem, Mikrobiológiai Tanszék; H-l 117 Budapest, Pázmány Péter stny. 1/c. (E-mail: tamas,felfoldi@gmail. com) Sapientia Erdélyi Magyar Tudományegyetem, Biomémöki Tanszék; Ro-530104 Csíkszereda, Szabadság t. 1. Szent István Egyetem, Kömyezetipari Regionális Egyetemi Tudásközpont; H-2100 Gödöllő, Páter Károly u. 1. Kivonat Fenolos vegyületek előfordulhatnak természetes környezetekben (pl. bomló növényi anyagokban gazdag vizekben), de az emberi tevékenység hatására keletkező szennyvizek is nagy mennyiségben tartalmazhatnak ilyen anyagokat. Az általuk okozott környezetszennyezésnek káros hatásai lehetnek az élő szervezetekre, ezért gondoskodni kell az eltávolításukról, amelyre a biológiai módszerek kiválóan alkalmasak. Kutatásunk során egyik célunk az volt, hogy olyan törzseket izoláljunk, amelyek képesek hatékonyan lebontani a fenolos anyagokat. A szennyezett élőhelyeken túl vizsgálatainkat kiterjesztettük a bomló növényi szerves anyagokban gazdag vizes élőhelyek baktériumközösségének felmérésére az ezekben a környezetekben előforduló, természetes úton keletkező fenolos anyagok mennyiségének tükrében. Ezáltal a fenolos vegyületek természetes élőhelyeken lévő előfordulásának és lehetséges lebontó szervezeteinek megismerése volt a célunk, hiszen az ezeken az élőhelyeken zajló átalakulási folyamatok kevésbé ismertek még a tudomány számára. A közösségek összetételének vizsgálata és az izolált törzsek taxonómiai azonosítása a 16S rRNS gén bázissorrend elemzése alapján történt. A vizsgált hulladéklerakó csurgalékvizét kezelő bioreaktorból és a szennyezett sós tóból izolált törzsek az Acinetobacter, Raoultella, Pusillimonas, Arthrobacter, Vibrio, Aeromonas, Haemophilus, Georgenia, Corynebacterium, Achromobacter, Slenotrophomonas és a Thermomonas nemzetségekbe tartoznak. A törzsek fenolbontó képességét a szennyező anyagot egyedüli szénforrásként tartalmazó táplevesekkel vizsgáltuk. Emellett az izolált törzsekben a többkomponensű fenol-hidroxiláz egyik alegységét kódoló funkciógén jelenlétének PCR módszerrel történő kimutatása is több esetben sikerrel járt. A bomló növényi anyagokban gazdag természetes élőhelyeken szintén sikerült fenolos anyagokat kimutatnunk, azonban a potenciálisan fenolbontó baktériumközösség itt teljesen más összetétellel rendelkezett. Vélhetőleg a növényi biomassza minősége és a vizes élőhelyek pH-ja egyaránt meghatározó szereppel bír a természetes élőhelyeken zajló biodegradációs folyamatokban. Kulcsszavak fenol, biodegradáció, bioreaktor, tenyésztés, piroszekvenálás, fenol-hidroxiláz, pheU gén Examination the microbial degradation of phenolic compounds in natural and artificial environments Abstract Phenolic compounds can occur in natural environments (e.g. in aquatic habitats rich in humic substances), but several types of wastewaters also contain these compounds in large quantities. These pollutants have harmful effects on living organisms, therefore they should be removed prior wastewater discharge, for which biological techniques are suitable. During this research, one major goal was to isolate bacterial strains, which can metabolize phenolic compounds. Bacterial communities of aquatic habitats which contain huge amounts of organic compounds originating from decomposing plant material were also examined parallel with the detection of naturally produced phenols. This aimed to reveal the distribution of phenolic compounds in natural environments and the bacterial communities potentially metabolizing these molecules, since phenol-biodegradation processes occurring in natural habitats are not well-known. The taxonomic identification of bacterial communities and individual strains was based on the 16S rRNA gene. Strains isolated from the bioreactor treating landfill leachate and from the polluted salt lake belonged to the genera Acinetobacter, Raoultella, Pusillimonas, Arthrobacter, Vibrio, Aeromonas, Haemophilus, Georgenia, Corynebacterium, Achromobacter, Stenotrophomonas and Thermomonas. The phenol biodegradation ability of these strains was tested using medium that contained phenol as a single carbon source. Detection the presence of the gene encoding a subunit of the multicomponent phenol hydroxylase with PCR was also successful in the case of the bacterial isolates. Furthermore, phenolic compounds were detected in the studied natural habitats rich in plant-derived organic material, and these environments were characterized with different bacteria potentially involved in the degradation of phenol. We hypothesize that both the quality of biomass and the pH of the water have significant effect on the biodegradation processes occurring in natural habitats. Keywords phenol, biodegradation, bioreactor, cultivation, pyrosequencing, phenol hydroxylase, pheU gene BEVEZETÉS A fenolos vegyületek hidroxilcsoportot tartalmazó aromás vegyületek, amelyekben az OH-csoport közvetlenül az aromás gyűrűhöz kapcsolódik. A fenolos vegyületek természetes körülmények között a szerves anyagok bomlásakor keletkeznek és kerülnek a környezetbe, tavakban például a huminanyagok degradációja során (Thurman 1985, Hutalle-Schmelzer és társai 2010). A fenolvegyületek széleskörű alkalmazásuk miatt számos iparág tevékenysége által termelt szennyvízben megtalálhatóak, mint például a gyógyszer-, petrolkémiai-, cellulóz-, bőr- és a kőolajiparéban, valamint a kokszolóművek és a növényvédőszer-gyártók által kibocsátott szennyvízben is jelen lehetnek (Li és társai 2003). A 67/548/EGK
