Published March 17, 2018
| Version v1
Publication
Open
Evaluation of conventional and response surface level optimisation of n-dodecane (n-C12) mineralisation by psychrotolerant strains isolated from pristine soil at Southern Victoria Island, Antarctica
Creators
- 1. Universiti Putra Malaysia
- 2. University of Malaya
- 3. Universiti Teknologi MARA
Description
Biodegradation of hydrocarbons in Antarctic soil has been reported to be achieved through the utilisation of indigenous cold-adapted microorganisms. Although numerous bacteria isolated from hydrocarbon-contaminated sites in Antarctica were able to demonstrate promising outcomes in utilising hydrocarbon components as their energy source, reports on the utilisation of hydrocarbons by strains isolated from pristine Antarctic soil are scarce. In the present work, two psychrotolerant strains isolated from Antarctic pristine soil with the competency to utilise diesel fuel as the sole carbon source were identified and optimised through conventional and response surface method. Two potent hydrocarbon-degraders (ADL15 and ADL36) were identified via partial 16S rRNA gene sequence analysis, and revealed to be closely related to the genus Pseudomonas and Rhodococcus sp., respectively. Factors affecting diesel degradation such as temperature, hydrocarbon concentration, pH and salt tolerance were studied. Although strain ADL36 was able to withstand a higher concentration of diesel than strain ADL15, both strains showed similar optimal condition for the cell's growth at pH 7.0 and 1.0% (w/v) NaCl at the conventional 'one-factor-at-a-time' level. Both strains were observed to be psychrotrophs with optimal temperatures of 20 °C. Qualitative and quantitative analysis were performed with a gas chromatograph equipped with a flame ionisation detector to measure the reduction of n-alkane components in diesel. In the pre-screening medium, strain ADL36 showed 83.75% of n-dodecane mineralisation while the reduction of n-dodecane by strain ADL15 was merely at 22.39%. The optimised condition for n-dodecane mineralisation predicted through response surface methodology enhanced the reduction of n-dodecane to 99.89 and 38.32% for strain ADL36 and strain ADL15, respectively. Strain ADL36 proves to be a better candidate for bioaugmentation operations on sites contaminated with aliphatic hydrocarbons especially in the Antarctic and other cold regions. The results obtained throughout strongly supports the use of RSM for medium optimisation.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تم الإبلاغ عن تحقيق التحلل البيولوجي للهيدروكربونات في تربة أنتاركتيكا من خلال استخدام الكائنات الحية الدقيقة الأصلية المتكيفة مع البرد. على الرغم من أن العديد من البكتيريا المعزولة من المواقع الملوثة بالهيدروكربونات في القارة القطبية الجنوبية كانت قادرة على إظهار نتائج واعدة في استخدام المكونات الهيدروكربونية كمصدر للطاقة، إلا أن التقارير عن استخدام الهيدروكربونات من قبل السلالات المعزولة من تربة القارة القطبية الجنوبية البكر نادرة. في العمل الحالي، تم تحديد سلالتين متسامحتين نفسيًا معزولتين عن تربة أنتاركتيكا البكر مع الكفاءة لاستخدام وقود الديزل كمصدر الكربون الوحيد وتحسينهما من خلال الطريقة التقليدية وسطح الاستجابة. تم تحديد اثنين من المتحللات الهيدروكربونية القوية (ADL15 و ADL36) من خلال تحليل التسلسل الجيني 16S rRNA الجزئي، وكشف أنهما مرتبطان ارتباطًا وثيقًا بالجنس Pseudomonas و Rhodococcus sp.، على التوالي. تمت دراسة العوامل التي تؤثر على تدهور الديزل مثل درجة الحرارة وتركيز الهيدروكربون ودرجة الحموضة وتحمل الملح. على الرغم من أن السلالة ADL36 كانت قادرة على تحمل تركيز أعلى من الديزل من السلالة ADL15، إلا أن كلا السلالتين أظهرتا حالة مثالية مماثلة لنمو الخلية عند الرقم الهيدروجيني 7.0 و 1.0 ٪ (وزن/حجم) من كلوريد الصوديوم عند المستوى التقليدي "عامل واحد في كل مرة". ولوحظ أن كلا السلالتين نفسيتان بدرجات حرارة مثالية تبلغ 20 درجة مئوية. تم إجراء التحليل النوعي والكمي باستخدام كروماتوغراف الغاز المزود بكاشف تأين اللهب لقياس تقليل مكونات n - alkane في الديزل. في وسط الفحص المسبق، أظهرت السلالة ADL36 83.75 ٪ من تمعدن n - dodecane بينما كان انخفاض n - dodecane عن طريق السلالة ADL15 عند 22.39 ٪ فقط. عززت الحالة المثلى لتمعدن n - dodecane التي تم التنبؤ بها من خلال منهجية سطح الاستجابة من تقليل n - dodecane إلى 99.89 و 38.32 ٪ للسلالة ADL36 والسلالة ADL15، على التوالي. تثبت السلالة ADL36 أنها مرشح أفضل لعمليات التكبير البيولوجي في المواقع الملوثة بالهيدروكربونات الأليفاتية خاصة في القطب الجنوبي والمناطق الباردة الأخرى. تدعم النتائج التي تم الحصول عليها بقوة استخدام RSM للتحسين المتوسط.Translated Description (French)
Il a été rapporté que la biodégradation des hydrocarbures dans le sol antarctique était obtenue grâce à l'utilisation de micro-organismes indigènes adaptés au froid. Bien que de nombreuses bactéries isolées de sites contaminés par des hydrocarbures en Antarctique aient pu démontrer des résultats prometteurs dans l'utilisation de composants hydrocarbonés comme source d'énergie, les rapports sur l'utilisation des hydrocarbures par des souches isolées de sols antarctiques vierges sont rares. Dans le présent travail, deux souches psychrotolérantes isolées d'un sol vierge de l'Antarctique ayant la compétence d'utiliser le carburant diesel comme seule source de carbone ont été identifiées et optimisées par la méthode conventionnelle et la méthode de surface de réponse. Deux puissants dégradateurs d'hydrocarbures (ADL15 et ADL36) ont été identifiés par l'analyse partielle de la séquence du gène de l'ARNr 16S et se sont révélés être étroitement liés aux genres Pseudomonas et Rhodococcus sp., respectivement. Les facteurs affectant la dégradation du diesel tels que la température, la concentration en hydrocarbures, le pH et la tolérance au sel ont été étudiés. Bien que la souche ADL36 ait pu résister à une concentration plus élevée de diesel que la souche ADL15, les deux souches ont montré des conditions optimales similaires pour la croissance de la cellule à pH 7,0 et 1,0 % (p/v) de NaCl au niveau conventionnel « un facteur à la fois ». Les deux souches ont été observées comme psychrotrophes avec des températures optimales de 20 °C. Des analyses qualitatives et quantitatives ont été effectuées avec un chromatographe en phase gazeuse équipé d'un détecteur à ionisation de flamme pour mesurer la réduction des composants n-alcane dans le diesel. Dans le milieu de présélection, la souche ADL36 a montré 83,75 % de minéralisation du n-dodécane tandis que la réduction du n-dodécane par la souche ADL15 était simplement de 22,39 %. La condition optimisée pour la minéralisation du n-dodécane prédite par la méthodologie de la surface de réponse a augmenté la réduction du n-dodécane à 99,89 et 38,32 % pour la souche ADL36 et la souche ADL15, respectivement. La souche ADL36 s'avère être un meilleur candidat pour les opérations de bioaugmentation sur des sites contaminés par des hydrocarbures aliphatiques, en particulier dans l'Antarctique et d'autres régions froides. Les résultats obtenus dans l'ensemble soutiennent fortement l'utilisation du RSM pour l'optimisation des milieux.Translated Description (Spanish)
Se ha informado que la biodegradación de los hidrocarburos en el suelo antártico se logra mediante la utilización de microorganismos autóctonos adaptados al frío. Aunque numerosas bacterias aisladas de sitios contaminados con hidrocarburos en la Antártida pudieron demostrar resultados prometedores en la utilización de componentes de hidrocarburos como su fuente de energía, los informes sobre la utilización de hidrocarburos por cepas aisladas del suelo antártico prístino son escasos. En el presente trabajo, se identificaron y optimizaron dos cepas psicrotolerantes aisladas del suelo prístino antártico con la competencia de utilizar combustible diesel como única fuente de carbono a través del método de superficie convencional y de respuesta. Se identificaron dos potentes degradadores de hidrocarburos (ADL15 y ADL36) mediante el análisis parcial de la secuencia génica del ARNr 16S, y se reveló que estaban estrechamente relacionados con los géneros Pseudomonas y Rhodococcus sp., respectivamente. Se estudiaron factores que afectan la degradación del diesel como la temperatura, la concentración de hidrocarburos, el pH y la tolerancia a la salinidad. Aunque la cepa ADL36 fue capaz de soportar una mayor concentración de diésel que la cepa ADL15, ambas cepas mostraron condiciones óptimas similares para el crecimiento de la célula a pH 7.0 y 1.0% (p/v) de NaCl al nivel convencional de 'un factor a la vez'. Se observó que ambas cepas eran psicrótrofas con temperaturas óptimas de 20 °C. El análisis cualitativo y cuantitativo se realizó con un cromatógrafo de gases equipado con un detector de ionización de llama para medir la reducción de los componentes de n-alcano en el diésel. En el medio de preselección, la cepa ADL36 mostró un 83,75% de mineralización de n-dodecano, mientras que la reducción de n-dodecano por la cepa ADL15 fue simplemente del 22,39%. La condición optimizada para la mineralización de n-dodecano predicha a través de la metodología de superficie de respuesta mejoró la reducción de n-dodecano a 99.89 y 38.32% para la cepa ADL36 y la cepa ADL15, respectivamente. La cepa ADL36 demuestra ser un mejor candidato para las operaciones de bioaumentación en sitios contaminados con hidrocarburos alifáticos, especialmente en la Antártida y otras regiones frías. Los resultados obtenidos a lo largo del estudio respaldan firmemente el uso de RSM para la optimización del medio.Files
s12934-018-0889-8.pdf
Files
(3.0 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:227bd0b39fc5c021cd0beea590e2e30a
|
3.0 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تقييم تحسين مستوى السطح التقليدي والاستجابة لتمعدن n - dodecane (n - C12) عن طريق سلالات متسامحة نفسياً معزولة عن التربة البكر في جنوب جزيرة فيكتوريا، القارة القطبية الجنوبية
- Translated title (French)
- Évaluation de l'optimisation conventionnelle et au niveau de la surface de réponse de la minéralisation du n-dodécane (n-C12) par des souches psychrotolérantes isolées à partir d'un sol vierge dans le sud de l'île Victoria, en Antarctique
- Translated title (Spanish)
- Evaluación de la optimización del nivel de superficie convencional y de respuesta de la mineralización de n-dodecano (n-C12) por cepas psicrotolerantes aisladas de suelo prístino en la Isla Victoria del Sur, Antártida
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2794660841
- DOI
- 10.1186/s12934-018-0889-8
References
- https://openalex.org/W1525734744
- https://openalex.org/W1581858866
- https://openalex.org/W1581945746
- https://openalex.org/W1582978190
- https://openalex.org/W1656226526
- https://openalex.org/W1832449265
- https://openalex.org/W1927530026
- https://openalex.org/W1963990056
- https://openalex.org/W1964321439
- https://openalex.org/W1965614255
- https://openalex.org/W1967089402
- https://openalex.org/W1970034638
- https://openalex.org/W1971813566
- https://openalex.org/W1985859778
- https://openalex.org/W1985931864
- https://openalex.org/W1998262289
- https://openalex.org/W2003536193
- https://openalex.org/W2007443639
- https://openalex.org/W2023331182
- https://openalex.org/W2025542596
- https://openalex.org/W2027683947
- https://openalex.org/W2028347548
- https://openalex.org/W2030966943
- https://openalex.org/W2033509028
- https://openalex.org/W2043705342
- https://openalex.org/W2043944658
- https://openalex.org/W2055043387
- https://openalex.org/W2060644417
- https://openalex.org/W2065415672
- https://openalex.org/W2067025969
- https://openalex.org/W2067599546
- https://openalex.org/W2069283211
- https://openalex.org/W2073788245
- https://openalex.org/W2079493152
- https://openalex.org/W2079539799
- https://openalex.org/W2088025539
- https://openalex.org/W2095814927
- https://openalex.org/W2097706568
- https://openalex.org/W2099808084
- https://openalex.org/W2107952269
- https://openalex.org/W2129979484
- https://openalex.org/W2130699172
- https://openalex.org/W2133245929
- https://openalex.org/W2141403175
- https://openalex.org/W2142322834
- https://openalex.org/W2150587368
- https://openalex.org/W2150731875
- https://openalex.org/W2158059318
- https://openalex.org/W2164704956
- https://openalex.org/W2170009117
- https://openalex.org/W2254868023
- https://openalex.org/W2259748505
- https://openalex.org/W2500267670
- https://openalex.org/W2606487505
- https://openalex.org/W4230229159
- https://openalex.org/W4238490001
- https://openalex.org/W4252835315