Очистка воды с помощью биотехнологии: ученые разрабатывают новый подход, сочетая грибы и бактерии.
Азот, особенно в форме неорганических нитритов и нитратов, является одним из основных загрязнителей пресных вод и сточных вод.
Исследователи из Министерства природных ресурсов Китая в Сямэне и Института геномной биологии (IGB) определили естественный консорциум грибов и бактерий, который метаболизирует нитраты особенно эффективно и последовательно. Это может иметь решающее значение для дальнейшего развития биотехнологических подходов к очистке воды и служит дополнительным свидетельством важной роли грибов в водных экосистемах, говорится в релизе исследовательской сети Берлина (Forschungsverbund Berlin eV (FVB)).
Биологическое удаление азота, денитрификация, является важным биохимическим процессом, когда микроорганизмы превращают два наиболее важных соединения азота, нитраты и нитриты, в газообразный азот. Это происходит в естественных условиях в водоемах за счет метаболических процессов обитающих там организмов и называется самоочищением. Тот же принцип также используется в очистке воды.
К настоящему времени в чистой культуре идентифицированы различные бактерии и грибы, способные расщеплять азот с кислородом и без него. Для очистки воды деструкция азота в присутствии кислорода особенно актуальна, так как она более рентабельна и может быть реализована в больших масштабах.
Комбинации грибов и бактерий до сих пор использовались в основном для ферментации пищевых продуктов и напитков. Выделение отдельных штаммов бактерий или грибов требует много времени и средств, в то время как комбинации упомянутых игроков, так называемые микробные консорциумы, считаются многообещающей альтернативой чистым штаммам, но до сих пор мало изучены в области денитрификации в кислородных условиях. Преимущество грибов, в частности, заключается в том, что они очень устойчивы к стрессовым факторам окружающей среды, таким как кислый pH и высокие температуры.
Исследовательская группа определила естественный консорциум бактерий и грибов из марикультуры, способный очень эффективно и последовательно удаляет нитраты из воды. В присутствии кислорода удаление нитратов достигает 100 %, а эффективность денитрификации составляет 44 %. Эффективность денитрификации показывает, насколько хорошо микроорганизмы способны преобразовывать азот, связанный в нитратах, в молекулярный азот (N 2 ) и оксиды азота.
Высокопроизводительное секвенирование использовалось для идентификации таксонов бактерий и грибов, участвующих в этом процессе. Последующий сетевой анализ показал, какие из представленных видов положительно взаимодействуют друг с другом и поэтому особенно подходят для использования в комбинации.
«Нам удалось идентифицировать денитрифицирующие бактериально-грибковые группы с лучшими характеристиками. Это важный шаг в объединении микробных консорциумов для оптимальной очистки воды», - пояснил исследователь IGB профессор Ханс-Петер Гроссарт, соавтор исследования.
Поскольку поиск подходящих микробных сообществ бактерий и грибов является еще очень молодой областью исследований, практических приложений пока нет. Однако авторы уверены, что микробные консорциумы будут в значительной степени определять биотехнологию очистки сточных вод в будущем.
(Источник: Forschungsverbund Berlin eV (FVB)).
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.