velikost textu

Fylogenetická analýza genů pro velké podjednotky dioxygenas Rieskeho typu v půdách kontaminovaných leteckým palivem

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Fylogenetická analýza genů pro velké podjednotky dioxygenas Rieskeho typu v půdách kontaminovaných leteckým palivem
Název v angličtině:
Phylogenetic analysis of Rieske dioxygenases large subunits genes in soil contaminated with jet fuel
Typ:
Diplomová práce
Autor:
Mgr. Jakub Ptáček
Vedoucí:
RNDr. Lucie Bořek Dohalská, Ph.D.
Oponent:
RNDr. Jitka Poljaková, Ph.D.
Id práce:
66424
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra biochemie (31-250)
Program studia:
Biochemie (N1406)
Obor studia:
Biochemie (NBIOD)
Přidělovaný titul:
Mgr.
Datum obhajoby:
15. 9. 2010
Výsledek obhajoby:
Výborně
Jazyk práce:
Čeština
Klíčová slova:
bioremediace, aromatické uhlovodíky, dioxygenasy hydroxylující aromatický kruh
Klíčová slova v angličtině:
bioremediation, aromatic hydrocarbons, ring-hydroxylating dioxygenases
Abstrakt:
Lokalita bývalého vojenského letiště Hradčany je jedním z míst s vysokou koncentrací organických polutantů v půdě v rámci České republiky. Hlavním nástrojem sanací probíhajících v této lokalitě v současné době je bioremediace. Jsou při ní využívány organismy přítomné v kontaminované půdě disponující degradačními metabolickými drahami pro dekontaminaci lokality in situ. Na rozmanitosti a hojnosti těchto drah, resp. na specifitě a aktivitě enzymů podílejících se na těchto drahách závisí účinnost bioremediace. Proto je hlavním cílem této práce analýza diversity bakterií v půdách kontaminovaných leteckým palivem na základě katabolických genů kódujících toluen/bifenylové dioxygenasy Rieskeho typu. Z půdní DNA byly selektivně získány sekvence kódující tyto geny pomocí hybridizace s oligonukleotidy vázanými na magnetické mikrokuličky. podjednotky těchto dioxygenas byly amplifikovány, analyzovány klonováním, restrikční analýzou a sekvenovány. Evoluční historie byla odvozena pomocí metod neighbor-joining a maximum likelihood. Diversita katabolických genů v půdě HRB z kontaminované a sanované lokality byla porovnána s diversitou ve stejné půdě použité v mesokosmu se simulovanou fytoremediací. Přes 98% sekvencí ze vzorku HRB patří do genové podrodiny toluen dioxygenas, jejíž nejbližší příbuzný gen kóduje enzym TodC1 z Thauera sp. kmene DNT-1. Ve vzorku z mesokosmu remediovaného vrbami (HRB-M) byla nalezena další skupina fylogeneticky odlišných sekvencí. Sekvence z této frakce, obsahující 26% všech klonů, kódují velké podjednotky bifenyl dioxygenas z bakterií degradujících polychlorované bifenyly. Plyne z toho, že v průběhu šest měsíců trvajícího vývoje mikrobiální populace v kontaminované půdě v přítomnosti vrb proběhly určité změny ve složení toluen/bifenylové rodiny Rieskeho dioxygenas. Zvýšení výskytu genů pro bifenyl dioxygenasy ovlivňující celkovou půdní mikrobiální aktivitu může být připsáno vlivu metabolismu rhizosféry vrb a také bakteriím asociovaným s těmito kořenovými systémy.
Abstract v angličtině:
The former military air-base Hradcany is among the most contaminated with organic pollutants localities in Czech Republic. Main cleanup strategy in the area is the bioremediation taking advantage on the natural potential of the autochthonous soil microorganisms to evolve catabolic pathways for in situ degradation of the pollutant. The diversity and abundance of the pathways, as well as the specificity and activity of the encoded enzymes are priority biotic factors determining the bioremediation efficiency. Main task of this work was to analyze the bacterial diversity in jet fuel contaminated soils based on key catabolic genes encoding the Rieske non-haem iron dioxygenases of the toluene/ biphenyl oxygenase branch. High molecular soil DNA was extracted and the sequences encoding catabolic genes were selectively enriched by hybridization to biotinylated oligonucleotides on magnetic microbeads with covalently bound streptavidin. Fragments of the genes for the -subunits of Rieske non-haem iron oxygenases were amplified and analyzed by restriction analysis, cloning and sequencing. Their evolutionary histories were inferred using the Neighbour-Joining and the maximum likelihood methods. The catabolic genes diversity in the actively bioremediated and highly polluted soil HRB was compared with the diversity in the soil HRB-M sampled from mesocosms which simulated phytoremediation. At least 98% of the analyzed sequences in HRB soil were affiliated with genes belonging to the toluene subgroup and similar to those encoding TodC1 of Thauera sp. strain DNT-1. In the plant containing mesocosm soil additional fraction of phylogenetically diverse sequences was observed, comprising 26% of all clones and representing the large subunit of biphenyl dioxygenase genes in polychlorinated biphenyl degrading bacteria. Thus, during the six month development of the microcosm microbial community in presence of willow trees changes inside the toluene/biphenyl family of Rieske non-haem iron dioxygenases were taking place. The increased abundance of biphenyl dioxygenase genes could be ascribed to the influence of willow rhizosphere metabolism and rhizosphere associated bacteria on the overall soil microbial activity. (In Czech)
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Jakub Ptáček 1.96 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Jakub Ptáček 42 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Jakub Ptáček 42 kB
Stáhnout Posudek vedoucího RNDr. Lucie Bořek Dohalská, Ph.D. 98 kB
Stáhnout Posudek oponenta RNDr. Jitka Poljaková, Ph.D. 174 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 81 kB