Bioremediation potential of glyphosate-degrading Pseudomonas spp. strains isolated from contaminated soil.
J Gen Appl Microbiol · 2015 · 61:165-70 · PMID 26582285 · 등급6 세포·모델 세포실험 · 물질과 작용기전 > AMPA·분해 · 미생물
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글리포세이트를 유일한 탄소원으로 이용할 수 있는 박테리아 균주들을 오염된 토양으로부터 강화 배양법을 이용하여 분리하였고, 부분 16S rRNA 유전자 염기서열 분석을 기반으로 동정하였다. Pseudomonas spp. 균주 GA07, GA09 및 GC04가 글리포세이트에 대해 가장 우수한 분해 능력을 보였으며, 이들 균주는 글리포세이트 생물학적 정화 실험에 사용되었다. 이 세 가지 균주로 글리포세이트 처리된 토양 샘플을 접종했을 때, 비접종 토양 대비 2-3배 높은 글리포세이트 제거율이 나타났다. 분해 동역학은 회귀값이 0.96보다 큰 1차 반응 모델을 따르는 것으로 밝혀졌다. 도입된 박테리아의 세포 수는 접종 후 18일 동안 4.4 × 10⁶ CFU/g에서 3.4-6.7 × 10⁵ CFU/g 건조 토양으로 감소하였다. 글리포세이트의 강한 분해로 인해 토양 미생물 군집의 총 탈수소효소 활성은 21.2-25.6% 증가하였다. 무세포 추출물에서 글리포세이트 분해 산물을 분석한 결과, 균주 GA09에서의 글리포세이트 분해는 C-P lyase와 글리포세이트 산화환원효소 모두에 의해 촉매되는 것으로 나타났다. 균주 GA07과 GC04는 글리포세이트 산화환원효소를 통해서만 글리포세이트를 분해하였으나, 추가적인 대사산물은 검출되지 않았다. 이러한 결과들은 분리된 박테리아가 GP 오염 토양의 생물학적 정화에 사용될 잠재력을 시사한다.ORIGINAL ABSTRACT
Bacterial strains capable of utilizing glyphosate as the sole carbon source were isolated from contaminated soil by the enrichment culture method and identified based on partial 16S rRNA gene sequence analysis. Pseudomonas spp. strains GA07, GA09 and GC04 demonstrated the best degradation capabilities towards glyphosate and were used for the laboratory experiments of glyphosate bioremediation. Inoculating glyphosate-treated soil samples with these three strains resulted in a 2-3 times higher rate of glyphosate removal than that in non-inoculated soil. The degradation kinetics was found to follow a first-order model with regression values greater than 0.96. Cell numbers of the introduced bacteria decreased from 4.4 × 10(6) CFU/g to 3.4-6.7 × 10(5) CFU/g dry soil within 18 days of inoculation. Due to the intense degradation of glyphosate, the total dehydrogenase activity of the soil microbial community increased by 21.2-25.6%. Analysis of glyphosate degradation products in cell-free extracts showed that glyphosate breakdown in strain GA09 was catalyzed both by C-P lyase and glyphosate oxidoreductase. Strains GA07 and GC04 degraded glyphosate only via glyphosate oxidoreductase, but no further metabolite was detected. These results highlight the potential of the isolated bacteria to be used in the bioremediation of GP-contaminated soils.| 저자 | Zhao, H.; Tao, K.; Zhu, J.; Liu, S.; Gao, H.; Zhou, X. |
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| 저널 | The Journal of general and applied microbiology |
| 권·호·쪽 | 61(5), 165-70 |
| PMID | 26582285 |
| DOI | 10.2323/jgam.61.165 |
| MeSH | Biodegradation, Environmental; Carbon; Cluster Analysis; DNA, Bacterial; DNA, Ribosomal; Glycine; Lyases; Molecular Sequence Data; Oxidoreductases; Phylogeny; Pseudomonas; RNA, Ribosomal, 16S; Sequence Analysis, DNA; Soil Microbiology; Soil Pollutants; Glyphosate |