Published May 25, 2024
| Version v1
Publication
Open
Pseudomonas and Pseudarthrobacter are the key players in synergistic phenanthrene biodegradation at low temperatures
Creators
- 1. Chulalongkorn University
- 2. Polar Research Institute of China
- 3. Center of Excellence on Hazardous Substance Management
Description
Hydrocarbon contamination, including contamination with polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), is a major concern in Antarctica due to the toxicity, recalcitrance and persistence of these compounds. Under the Antarctic Treaty, nonindigenous species are not permitted for use in bioremediation at polluted sites in the Antarctic region. In this study, three bacterial consortia (C13, C15, and C23) were isolated from Antarctic soils for phenanthrene degradation. All isolated bacterial consortia demonstrated phenanthrene degradation percentages ranging from 45 to 85% for 50 mg/L phenanthrene at 15 ℃ within 5 days. Furthermore, consortium C13 exhibited efficient phenanthrene degradation potential across a wide range of environmental conditions, including different temperature (4-30 ℃) and water availability (without polyethylene glycol (PEG) 6000 or 30% PEG 6000 (w/v)) conditions. Sequencing analysis of 16S rRNA genes revealed that Pseudomonas and Pseudarthrobacter were the dominant genera in the phenanthrene-degrading consortia. Moreover, six cultivable strains were isolated from these consortia, comprising four strains of Pseudomonas, one strain of Pseudarthrobacter, and one strain of Paeniglutamicibacter. These isolated strains exhibited the ability to degrade 50 mg/L phenanthrene, with degradation percentages ranging from 4 to 22% at 15 ℃ within 15 days. Additionally, the constructed consortia containing Pseudomonas spp. and Pseudarthrobacter sp. exhibited more effective phenanthrene degradation (43-52%) than did the individual strains. These results provide evidence that Pseudomonas and Pseudarthrobacter can be potential candidates for synergistic phenanthrene degradation at low temperatures. Overall, our study offers valuable information for the bioremediation of PAH contamination in Antarctic environments.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يعد التلوث الهيدروكربوني، بما في ذلك التلوث بالهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات (PAHs)، مصدر قلق كبير في القارة القطبية الجنوبية بسبب سمية هذه المركبات وعنادها واستمرارها. بموجب معاهدة أنتاركتيكا، لا يُسمح باستخدام الأنواع غير الأصلية في المعالجة الحيوية في المواقع الملوثة في منطقة أنتاركتيكا. في هذه الدراسة، تم عزل ثلاثة اتحادات بكتيرية (C13 و C15 و C23) من تربة القارة القطبية الجنوبية لتحلل الفينانثرين. أظهرت جميع الكونسورتيومات البكتيرية المعزولة نسب تحلل للفينانثرين تتراوح من 45 إلى 85 ٪ للفينانثرين 50 مجم/لتر عند 15 درجة مئوية في غضون 5 أيام. علاوة على ذلك، أظهر الكونسورتيوم C13 إمكانات فعالة لتحلل الفينانثرين عبر مجموعة واسعة من الظروف البيئية، بما في ذلك درجات الحرارة المختلفة (4-30 درجة مئوية) وتوافر المياه (بدون ظروف البولي إيثيلين جليكول (PEG) 6000 أو 30 ٪ PEG 6000 (وزن/حجم)). كشف تحليل تسلسل جينات الحمض النووي الريبي الريبوزي 16S أن الزائفة والبكتيريا الزائفة كانتا الأجناس السائدة في اتحادات الفينانثرين المهينة. علاوة على ذلك، تم عزل ست سلالات قابلة للزراعة من هذه الاتحادات، تتألف من أربع سلالات من الزائفة، وسلالة واحدة من البكتيريا المفاصل الزائفة، وسلالة واحدة من باينيجلوتاميكيباكتر. أظهرت هذه السلالات المعزولة القدرة على تحلل 50 ملغ/لتر من الفينانثرين، مع نسب تحلل تتراوح من 4 إلى 22 ٪ عند 15 درجة مئوية في غضون 15 يومًا. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت الاتحادات المشيدة التي تحتوي على Pseudomonas spp. و Pseudarthrobacter sp. تحلل فينانثرين أكثر فعالية (43-52 ٪) من السلالات الفردية. تقدم هذه النتائج دليلاً على أن الزائفة والبكتيريا الزائفة يمكن أن تكون مرشحة محتملة لتحلل الفينانثرين التآزري في درجات حرارة منخفضة. بشكل عام، تقدم دراستنا معلومات قيمة للمعالجة الحيوية لتلوث الهيدروكربونات العطرية العديدة الحلقات في بيئات القارة القطبية الجنوبية.Translated Description (French)
La contamination par les hydrocarbures, y compris la contamination par les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), est une préoccupation majeure en Antarctique en raison de la toxicité, de la récalcitrance et de la persistance de ces composés. En vertu du Traité sur l'Antarctique, l'utilisation d'espèces non indigènes dans la biorestauration sur des sites pollués de la région antarctique n'est pas autorisée. Dans cette étude, trois consortiums bactériens (C13, C15 et C23) ont été isolés des sols antarctiques pour la dégradation du phénanthrène. Tous les consortiums bactériens isolés ont démontré des pourcentages de dégradation du phénanthrène allant de 45 à 85 % pour 50 mg/L de phénanthrène à 15 ℃ dans les 5 jours. En outre, le consortium C13 a montré un potentiel de dégradation efficace du phénanthrène dans un large éventail de conditions environnementales, y compris différentes conditions de température (4-30 ℃) et de disponibilité en eau (sans polyéthylène glycol (PEG) 6000 ou 30% PEG 6000 (p/v)). L'analyse de séquençage des gènes de l'ARNr 16S a révélé que Pseudomonas et Pseudarthrobacter étaient les genres dominants dans les consortiums de dégradation du phénanthrène. De plus, six souches cultivables ont été isolées de ces consortiums, comprenant quatre souches de Pseudomonas, une souche de Pseudarthrobacter et une souche de Paeniglutamicibacter. Ces souches isolées présentaient la capacité de dégrader 50 mg/L de phénanthrène, avec des pourcentages de dégradation allant de 4 à 22 % à 15 ℃ en 15 jours. De plus, les consortiums construits contenant Pseudomonas spp. et Pseudarthrobacter sp. présentaient une dégradation du phénanthrène plus efficace (43-52%) que les souches individuelles. Ces résultats fournissent la preuve que Pseudomonas et Pseudarthrobacter peuvent être des candidats potentiels à la dégradation synergique du phénanthrène à basse température. Dans l'ensemble, notre étude offre des informations précieuses pour la biorestauration de la contamination par les HAP dans les environnements antarctiques.Translated Description (Spanish)
La contaminación por hidrocarburos, incluida la contaminación con hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP), es una preocupación importante en la Antártida debido a la toxicidad, recalcitrancia y persistencia de estos compuestos. En virtud del Tratado Antártico, no se permite el uso de especies no indígenas en la biorremediación en sitios contaminados de la región antártica. En este estudio, se aislaron tres consorcios bacterianos (C13, C15 y C23) de suelos antárticos para la degradación del fenantreno. Todos los consorcios bacterianos aislados demostraron porcentajes de degradación de fenantreno que varían de 45 a 85% para 50 mg/L de fenantreno a 15 ℃ en 5 días. Además, el consorcio C13 exhibió un potencial eficiente de degradación de fenantreno en una amplia gama de condiciones ambientales, incluidas diferentes condiciones de temperatura (4-30 ℃) y disponibilidad de agua (sin polietilenglicol (PEG) 6000 o 30% PEG 6000 (p/v)). El análisis de secuenciación de los genes de ARNr 16S reveló que Pseudomonas y Pseudarthrobacter eran los géneros dominantes en los consorcios de degradación de fenantreno. Además, se aislaron seis cepas cultivables de estos consorcios, que comprenden cuatro cepas de Pseudomonas, una cepa de Pseudarthrobacter y una cepa de Paeniglutamicibacter. Estas cepas aisladas exhibieron la capacidad de degradar 50 mg/L de fenantreno, con porcentajes de degradación que varían de 4 a 22% a 15 ℃ en 15 días. Además, los consorcios construidos que contenían Pseudomonas spp. y Pseudarthrobacter sp. exhibieron una degradación de fenantreno más efectiva (43-52%) que las cepas individuales. Estos resultados proporcionan evidencia de que Pseudomonas y Pseudarthrobacter pueden ser candidatos potenciales para la degradación sinérgica del fenantreno a bajas temperaturas. En general, nuestro estudio ofrece información valiosa para la biorremediación de la contaminación por HAP en ambientes antárticos.Files
s41598-024-62829-y.pdf.pdf
Files
(1.6 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:da2230b2fafecd2f7ab69ce17f882e2a
|
1.6 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- الزائفة Pseudomonas والبكتيريا المفاصل الزائفة Pseudarthrobacter هما اللاعبان الرئيسيان في التحلل البيولوجي للفينانثرين التآزري في درجات حرارة منخفضة
- Translated title (French)
- Pseudomonas et Pseudarthrobacter sont les acteurs clés de la biodégradation synergique du phénanthrène à basse température
- Translated title (Spanish)
- Pseudomonas y Pseudarthrobacter son los actores clave en la biodegradación sinérgica del fenantreno a bajas temperaturas
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4399021784
- DOI
- 10.1038/s41598-024-62829-y
References
- https://openalex.org/W1486038957
- https://openalex.org/W1976885453
- https://openalex.org/W2046261299
- https://openalex.org/W2059346843
- https://openalex.org/W2080283023
- https://openalex.org/W2081558809
- https://openalex.org/W2088025539
- https://openalex.org/W2103183006
- https://openalex.org/W2145495140
- https://openalex.org/W2560191751
- https://openalex.org/W2593591803
- https://openalex.org/W2745913943
- https://openalex.org/W2766452500
- https://openalex.org/W2768716840
- https://openalex.org/W2795534376
- https://openalex.org/W2806957702
- https://openalex.org/W2807194798
- https://openalex.org/W2909120975
- https://openalex.org/W2944554888
- https://openalex.org/W2946287099
- https://openalex.org/W2954258268
- https://openalex.org/W3000412696
- https://openalex.org/W3020607540
- https://openalex.org/W3034052210
- https://openalex.org/W3119121802
- https://openalex.org/W3133263908
- https://openalex.org/W3154672252
- https://openalex.org/W3157811406
- https://openalex.org/W3166894929
- https://openalex.org/W3170120190
- https://openalex.org/W3170186849
- https://openalex.org/W3174574179
- https://openalex.org/W3175115288
- https://openalex.org/W3194533178
- https://openalex.org/W3201567518
- https://openalex.org/W3211069127
- https://openalex.org/W4205243791
- https://openalex.org/W4205425933
- https://openalex.org/W4304690493
- https://openalex.org/W4309827726
- https://openalex.org/W4311446858
- https://openalex.org/W4313569586
- https://openalex.org/W4317655697
- https://openalex.org/W4317771816
- https://openalex.org/W4322579336
- https://openalex.org/W4323316146
- https://openalex.org/W4360604646
- https://openalex.org/W4362723094
- https://openalex.org/W4382011402
- https://openalex.org/W4386607463
- https://openalex.org/W4388440429
- https://openalex.org/W4389136432
- https://openalex.org/W4389208401
- https://openalex.org/W4389289181
- https://openalex.org/W4389994005
- https://openalex.org/W4390226764
- https://openalex.org/W4392245018