Fitoremediáció A szennyezett környezet megtisztítása és helyreállítása mikrorganizmusokkal. A rizoszféra mikrorganizmusai.

Az előadások a következő témára: "Fitoremediáció A szennyezett környezet megtisztítása és helyreállítása mikrorganizmusokkal. A rizoszféra mikrorganizmusai."— Előadás másolata:

1 Fitoremediáció A szennyezett környezet megtisztítása és helyreállítása mikrorganizmusokkal. A rizoszféra mikrorganizmusai.

2 A nitrogén körforgalma a természetben növényi protein NO 2 - NH 3 N2N2 NO 3 - 2 1 nitrát- asszimiláció nitrit- asszimiláció ammonifikáció nitrogén- kötés denitrifikáció (NR) (NiR) 2 1 Nitrosomonas Nitrobacter nitrifikáció

3 A nitrogén körforgalma a természetben minimális fixálás NO 2 - NH 3 NO 3 - 21 ammonifikáció 2 1 NH 4 + + 1 1/2 O 2 NO 2 - + 2H + + H 2 O (Nitrosomonas) NO 2 - + 1/2 O 2 NO 3 - (Nitrobacter) szerves anyag NH 3 NO 3 - kimosódás szervetlen-N adagolás denitrifikáció mikrobiális N 2 -fixálás szerves-N adagolás 6e- 2e- Nitrifikáció (aerob bakt.)

4 Microbial contribution to practical solutions in bioremediation Microbial communities for degradation of X.... Population changes, microcosm enrichment, community structure, succession... Purification, isolation... Phylogenetic comparisons Engineering, construction, designed bacteria for... Degradation of... (strains, metabolic pathways...) The effect of..... Application of X for bioremediation of Y contaminated sites... Technology, technique... (reactors, biofilm...) Mycorrhiza (colonization, effect of...)

5 Speciálisan adaptálódott mikrorganizmusok, növények, amelyek képesek lebontani a szennyeződést a szennyezett területen fordulnak elő a legnagyobb számban! Nem az izolált egyedek, hanem egy közösség (egyedeinek összehangolt) működése a hatékony eszköz bármilyen anyag lebontására.

6 Pseudomonas fluorescens: atrazin, policiklusos szénhidrogének Pseudomonas putida: Cr(VI) redukció- Cr(III) Acinetobacter johnsonii: polifoszfát akkumuláció Geobacter metallireducens: Fe(III)-Fe(II) e-akceptor Multikarbon teljes oxidálók: Geobacter, Desulfuromonas, Desulfuromusa, Geovibrio, Inkomplet: Pelobacter, Shewanella Fenolvegyületek: Bacillus, Nocardia, Proteobacteria (Comamonas-Variovorax, Azoarcus, Burkholderia) Dízelolaj: (xylol, toluol): Azoarcus tolulyticus, A. evansii CdS precipitálás: Klebsiella planticola Thaurea selenatis: szelén eltávolítás szennyvízből (acetát C forrás) Agrobacterium radiobacter: atrazinbontás talajban Methylosinus trichosporium: metánoxidáció Flexibacter-Cytophaga-Bacteroides (mikrobiális populáció): tengerparti olajszennyeződések remediálása Gomba (Basidiomycetes) Flavodon flavus: ligninbontás

7 AmmOxidizer Restriction digestion analysis of amoA clones with MspI.

8 AmmOxidizer (a) Quantification of amoA target sequences by competitive PCR. (b) Changes in amoA target numbers per gram of metal- contaminated soil microcosms.

9 CdPrecKlebs

10

11 CdRhizoBact

12

13 Average bioaccumulation coefficients (bacteria / solution cadmium concentration quotients) for four rhizobacterial species. (A) Brevundimonas sp. KR013, (B) Pseudomonas sp. KR017, (C) P. fluorescens CR3, (R) R. leguminosarum bv. trifolii NZP561.

14 CommStruc Microbial community 16S rDNA fingerprints of bacteria from different locations on iron-stressed (+ Iron) and iron-sufficient (- Iron) barley roots as determined by PCR-DGGE.

15 CrRedPsPut

16 chromate reductase

17 DieselBact Whole-cell hybridization with Cy3-labeled probes.

18 immobac

19

20

21

22 MicrobSuccPhenol

23 A, Comamonas-Variovorax; B, Azoarcus; C, Bacillus; D, Nocardia; E, unknown gram-positive isolates; F, Burkholderia.

24

25 A: Pseudotsuga menziesii - Laccaria bicolor symbiosis The ectomycorrhizal symbiosis B: short roots of Picea abies ensheathed by the ectomycorrizal fungus Amanita muscaria. C: transverse section of Eucalyptus grandis – Pisolithus tinctorius ectomycorrhiza. IM and EM = internal and external mantles; RC = root cortex; HN = Hartig net.

26 N cycling The role of ectomycorrhizal symbiosis in N cycling

27 N The transport of N compounds and sugars at the various interfaces of the ectomycorrhizal symbiosis (1) peptidases (2,3,4) specific transporters (5) NR and NiR (6) NADP-GDH, GS, GOGAT (7,8) transport to/from the mantle, Hartig net (9,10) transport to/from plant cell

28 interspecific N transfer Possible pathways of interspecific N transfer A: senescence and degradation of donor plant tissues, followed by reabsorption of resulting N compounds by the receiver plant. _________________ B: direct transfer through mycorrhizal hyphal bridges. C: exudation of N compounds by the donor plant followed by reabsorption by the receiver plant roots colonized by an AM fungus.

29 mycorrhiza

30 c cytoplasm, cd cysteine-rich material deposited within vacuoles, cw cell wall, d amorphic deposition within vacuole, showing similar element distribution as within pigment material, do dolipore septum, p pigment, pa parenthesome, pP polyphosphate granule.

31 mycorrhiza cd cysteine-rich material deposited within vacuoles, ph phenolic material within plant vacuoles, vd vacuolar depositions

32 Arbuscular mycorrhiza

33

34 OilSpillRemed

35

36 PsmAtrazine Atrazine-degrading isolate showing clearing zones from the degradation of 1,000 ppm of atrazine. (A) 48 h after inoculation; (B) 72 h after inoculation.

37 PsmAtrazine

38

39

40

41 RhizoBactSe

42

43

44

45

46