Glyphosate bioremediation using a newly isolated Bacillus albus strain F9D: mechanisms and kinetic studies.
Microb Cell Fact · 2025 · 24:195 · PMID 40846949 · 등급5 동물·현장 현장조사 · 물질과 작용기전 > AMPA·분해 · 미생물 · AMPA
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글리포세이트는 전 세계적으로 제초제로 널리 사용되고 있다. 그러나 글리포세이트의 광범위한 적용은 생물계에 심각한 부작용을 초래한다. 따라서 잔류 글리포세이트 오염 물질 제거가 전 세계적인 시급한 문제로 대두되었다. 본 연구에서는 물리화학적 특성 및 16S rDNA 분석을 기반으로 Bacillus albus라는 새로운 박테리아 균주 F9D를 동정하였다. 이 균주는 5일 이내에 글리포세이트(400 mg/L)를 완전히 분해할 수 있다. 초고성능 액체 크로마토그래피-탠덤 질량분석법(UPLC-MS/MS) 기술을 이용하여 글리포세이트와 아미노메틸포스폰산(AMPA)에 대한 효과적이고 신속하며 안정적인 검출 방법을 개발하였다. 분해 균주 F9D를 이용한 글리포세이트의 분해도는 초기 pH(5–9), 배양 온도(20–40℃), 글리포세이트 농도(50–800 mg/L), 접종량(1–5%) 등 다양한 조건을 고려하여 최적화하였다. 또한, 이 균주는 토양 및 물-퇴적물 시스템에서도 강력한 분해 능력을 보여주었으며, 배양 후 5일 이내에 각각 토양에서 78.1%의 글리포세이트(400 mg/kg)와 물-퇴적물 시스템에서 83.2%의 글리포세이트(200 mg/kg)를 분해하였다. 나아가, F9D 균주는 다양한 처리 조건 하에서 50–800 mg/L의 글리포세이트와 AMPA를 분해할 수 있다. 따라서 B. albus 균주 F9D가 글리포세이트를 분해하는 두드러진 능력은 이 신흥 오염 물질을 환경으로부터 대규모로 제거하는 데 매우 유망한 후보임을 시사한다.ORIGINAL ABSTRACT
Glyphosate is widely used as an herbicide around the world. The extensive application of glyphosate, however, has serious adverse effects on living systems. Therefore, the elimination of residual glyphosate pollution has become an urgent issue worldwide. In the present study, a novel bacterial strain named F9D was identified as Bacillus albus, based on its physio-biochemical characteristics and 16S rDNA analysis. This strain can completely degrade glyphosate (400 mg/L) within 5 days. An effective, rapid, and stable detection method for glyphosate and aminomethylphosphonic acid (AMPA) was developed using ultra-performance liquid chromatography–tandem mass spectrometry technology (UPLC-MS/MS). The degradability of glyphosate by the degrading strain F9D was optimized, considering various conditions, as follows: initial pH (5–9), incubation temperature (20–40℃), glyphosate concentration (50–800 mg/L), and inoculation amount (1–5%). The strain also demonstrated strong degradation ability in soil and water–sediment systems: 78.1% glyphosate (400 mg/kg) and 83.2% glyphosate (200 mg/kg), respectively, degraded in soil and water–sediment systems within 5 days of incubation. Furthermore, the F9D strain is capable of degrading 50–800 mg/L of glyphosate and AMPA under various treatments. Hence, the notable ability of B. albus strain F9D to degrade glyphosate makes it a highly promising candidate for the removal of this emerging contaminant from the environment on a large scale.| 저자 | Chen, W. J.; Liu, M.; Chen, S. F.; Zhang, Y.; Song, H.; Abdoulahi, M. H.; Bhatt, K.; Mishra, S.; Ghorab, M. A.; Zhang, W.; Chen, S. |
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| 저널 | Microbial cell factories |
| 권·호·쪽 | 24(1), 195 |
| PMID | 40846949 |
| DOI | 10.2323/jgam.61.165 |
| MeSH | Glycine; Glyphosate; Biodegradation, Environmental; Bacillus; Kinetics; Herbicides; Organophosphonates; RNA, Ribosomal, 16S; Tandem Mass Spectrometry; Temperature; Hydrogen-Ion Concentration |