Isolierung und Screening aus der Bodenbiodiversität auf Pilze, die am Abbau widerspenstiger Materialien beteiligt sind

Summary

Hier stellen wir ein Protokoll für das Screening der Bodenbiodiversität vor, um nach Pilzstämmen zu suchen, die am Abbau von widerspenstigen Materialien beteiligt sind. Zuerst werden Pilzstämme, die auf Huminsäuren oder Lignocellulose wachsen können, isoliert. Ihre Aktivität wird dann sowohl in enzymatischen Assays als auch an Schadstoffen wie Kohlenwasserstoffen und Kunststoffen getestet.

Abstract

Umweltverschmutzung ist ein zunehmendes Problem, und die Identifizierung von Pilzen, die am Bioremediationsprozess beteiligt sind, ist eine wesentliche Aufgabe. Der Boden beherbergt eine unglaubliche Vielfalt an mikrobiellem Leben und kann eine gute Quelle für diese bioremediativen Pilze sein. Diese Arbeit zielt darauf ab, nach Bodenpilzen mit Bioremediationspotenzial zu suchen, indem verschiedene Screening-Tests verwendet werden. Als Wachstumstests wurden mineralische Kulturmedien verwendet, die mit widerspenstigen Substanzen als einzige Kohlenstoffquelle ergänzt wurden. Zunächst wurden Bodenverdünnungen auf Petrischalen mit mineralischem Medium plattiert, das mit Huminsäuren oder Lignocellulose versetzt war. Die wachsenden Pilzkolonien wurden isoliert und auf verschiedenen Substraten getestet, wie komplexen Mischungen von Kohlenwasserstoffen (Petrolatum und gebrauchtes Motorenöl) und Pulvern verschiedener Kunststoffpolymere (PET, PP, PS, PUR, PVC). Qualitative enzymatische Tests wurden mit den Wachstumstests verbunden, um die Produktion von Esterasen, Laccases, Peroxidasen und Proteasen zu untersuchen. Diese Enzyme sind an den Hauptabbauprozessen von widerspenstigem Material beteiligt, und ihre konstitutive Sekretion durch die untersuchten Pilzstämme könnte das Potenzial haben, für die Bioremediation genutzt zu werden. Mehr als 100 Stämme wurden isoliert und getestet, und es wurden mehrere Isolate mit gutem Bioremediationspotenzial gefunden. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die beschriebenen Screening-Tests eine einfache und kostengünstige Methode sind, um Pilzstämme mit Bioremediationspotenzial aus dem Boden zu identifizieren. Darüber hinaus ist es möglich, die Screening-Tests für verschiedene Schadstoffe je nach Bedarf anzupassen, indem anderen widerspenstigen Substanzen Minimalkulturmedien zugesetzt werden.

Introduction

Der Boden ist ein grundlegender Bestandteil des Lebens auf der Erde und die Grundlage vieler Ökosysteme. Die Mineralien, organischen Stoffe und Mikroorganismen im Boden können als ein System betrachtet werden, wobei enge Assoziationen und Wechselwirkungen zwischen ihnen auftreten. Die Wechselwirkungen dieser Verbindungen haben einen wichtigen Einfluss auf terrestrische Prozesse, die Umweltqualität und die Gesundheit des Ökosystems¹. Die Bodenverschmutzung stellt weltweit ernste Umweltprobleme dar. Die wahllose, langfristige und übermäßige Anwendung von widerspenstigen und toxischen Substanzen wie Pestiziden, Erdölprodukten, Kunststoffen und and....

Protocol

1. Auswahl von Pilzstämmen, die in der Lage sind, widerspenstige Materialien aus dem Boden abzubauen

1. Herstellung von antibiotischer Lösung.
   1. Penicillin (50 mg / L), Streptomycin (40 mg / L), Chlortetracyclin (40 mg / L), Neomycin (100 mg / L) und Chloramphenicol (100 mg / L) in 250 ml deionisiertes steriles Wasser.
   2. Bevor Sie Chloramphenicol in die antibiotische Lösung geben, lösen Sie es in 3 ml ≥99% Ethanol auf.
   3. Legen Sie die antibiotische Lösung für 10 min auf einen Magnetrührer (keine Hitze) mit einem magnetischen Rührstab in die Lösung. Lagern Sie es bei 4 ° C.
2. Aufbereitung von Wachstums....

Results

Die selektiven Medienmethoden (Abschnitt 1 des Protokolls) ermöglichten es, die reiche Biodiversität des Bodens zu untersuchen und die Pilze mit hohem Bioremediationspotenzial auszuwählen. Mit den Huminsäure- und Lignocellulosemedien wurden mehr als 100 Pilzstämme isoliert. Diese Pilze produzierten Enzyme, die am biologischen Abbau von natürlichen widerspenstigen Materialien beteiligt sind, die eine chemische Struktur haben, die vielen Schadstoffen ähnelt. Die mit den selektiven Medien isolierten Pilzstämme mussten jedoc.......

Discussion

Die reiche Artenvielfalt des Bodens ist eine reichhaltige Quelle von Pilzen, die zahlreiche metabolische Fähigkeiten besitzen, von denen einige potenzielle Kandidaten für die Bioremediation sein könnten. Selektive Medientests (Abschnitt 1 des Protokolls) sind einfach durchzuführende und wirksame Methoden zur Isolierung von Pilzen, die auf natürlichen komplexen Polymeren als einzige Kohlenstoffquelle wachsen können. Pilze können extrazelluläre, unspezifische Hydrolasen und Oxidoreduktasen³⁰ wie die.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
96 Mikrotiterplatte	Greiner bio-one	650185
Agar	VWR	84609.05
Bushnell-Haas Bouillon	Fluka	B5051
CaCl2	Sigma-Aldrich	C5670
Chloramphenicol	Eurobio	GABCRL006Z
Chlortetracyclin	Sigma-Aldrich
CoCl2· 6H2O	Sigma-Aldrich	C8661
CuCl2· 2H2O	Sigma-Aldrich	C3279
Ethanol	VWR Chemicals	20821.296
FeCl3· 6H2O	Sigma-Aldrich	236489
Filter 0,2 µ m	Whatman	10462200
Gallussäure	Sigma-Aldrich	G7384
Deckgläser	Biosigma	VBS634
Glasfläschchen 15 mL	SciLabware	P35467
Guajakol	Sigma-Aldrich	G5502
Polyethylen hoher Dichte (HDPE)	Sigma-Aldrich	434272
Huminsäuren	Aldrich Chemistry	53680
K2HPO4	Sigma-Aldrich	P8281
KH2PO4	Sigma-Aldrich	P5655
Lignocellulose	//		Sterilisierte Bioethanol-Produktionsabfälle
L-förmiger Zellstreuer	Laboindustria S.p.a	21133
Magnetrührer	A.C.E.F	8235
Malzextrakt Bouillon	Sigma-Aldrich	70146
MgSO4· 7H2O	Sigma-Aldrich	M2643
Mikropipette 1000 μ L	Gilson	FA10006M
Mikropipette 200  μ L	Gilson	FA10005M
MnCl2· 4H2O	Sigma-Aldrich	M5005
Na2MoO4· 2H2O	Sigma-Aldrich	M1651
NaCl	Sigma-Aldrich	S5886
Neomycin	Sigma-Aldrich	N0401000
Penicillin	Sigma-Aldrich	1504489
Pepton	Sigma-Aldrich	83059
Polyethylenterephthalat (PET)	Goodfellow	ES306031
Petrischalen	Laboindustria S.p.a	21050
Petrolatum (Paraffinflüssigkeit)	A.C.E.F
Kartoffel-Dextrose-Brühe	Sigma-Aldrich	P6685
Polystyrol (PS)	Sigma-Aldrich	331651
Polyurethan (PUR)	Sigma-Aldrich	GF20677923
Polyvinylchlorid ( PVC)	Sigma-Aldrich	81388
Steriles Falkenröhrchen	Greiner bio-one	227 261
Sterile Glasfläschchen 20 mL	Sigma-Aldrich	SU860051
Sterilpunkt 1000  μ L	Gilson	F172511
Steriler Punkt 200  μ L	Gilson	F172311
Sterile Polyethylenbeutel	WHIRL-PAK	B01018
sterile Spritze	Rays	5523CM25
Streptomycin	Sigma-Aldrich	S-6501
Tween 80	Sigma-Aldrich	P1754
Gebrauchtes Motoröl	/		/komplexe Mischung aus Kohlenwasserstoffen, Motoradditiven und Metallen, bereitgestellt von einem italienischen Privatunternehmen
Fläschchen 50 mL	Sigma-Aldrich	33108-U
ZnCl2	Sigma-Aldrich	Z0152