بررسی متاژنومی جوامع باکتریایی در باطله معدن طلا

نوع مقاله : پژوهشی- انگلیسی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری ، گروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم زیستی، دانشگاه الزهراء تهران، ایران

2 دانشیار، گروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم زیستی-مرکز تحقیقات میکروبیولوژی کاربردی و بیوتکنولوژی،دانشگاه الزهراء، تهران، ایران

3 استاد، گروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم زیستی-مرکز تحقیقات میکروبیولوژی کاربردی و بیوتکنولوژی،دانشگاه الزهراء، تهران، ایران

10.22108/bjm.2024.136623.1521

چکیده

مقدمه: در حین عملیات معدن‌کاوی طلا، آرسنیک سمی و سایر فلزات سنگین در محیط زیست آزاد می گردد که در منابع آب و زنجیره غذایی تجمع می‌یابد. از آنجایی که زیست‌پالایی میکروبی روشی امیدوارکننده برای حذف آلاینده‌ها از مکان‌های آلوده است، شناسایی جوامع باکتریایی در منابع آلوده به آرسنیک اخیراً مورد توجه قرار گرفته است. در این مطالعه جمعیت باکتریایی پساب سد باطله معدن طلا در ایران تجزیه و تحلیل شد.

مواد و روش‌ها: جوامع باکتریایی در نمونه سد باطله معدن طلا با استفاده از روش توالی یابی نسل بعدی (پلتفرم Illumina) با هدف قرار دادن ناحیه V3-V4 ژن16S rRNA بررسی شد. مجموعه داده‌های ژن 16S rRNA از این مطالعه با سه میکروبیوم آب‌های زیرزمینی آلوده به آرسنیک از پایگاه‌های داده SRA با استفاده از ابزار بیوانفورماتیک QIIME 2 مقایسه شد.

نتایج: یافته‌های به دست آمده نشان داد که فراوان‌ترین گروه‌های تاکسونومی مشاهده ‌شده در نمونه‌ها متعلق به پروتئوباکتریا (49/45-06/8 درصد)، باکتروئیدها (32/50-85/1 درصد)، فیرمیکوت‌ها (2/6-00/1 درصد) و اکتینوباکترها (09/5-86/0 درصد) بودند. آنالیزهای متاژنومی نشان داد که آلگوریفاگوس ، رودوباکتر ، آنائروسپورا ، لیمنوباکتر ، هالوموناس و یونگهاپارکیا جنس های اصلی باکتریایی در TDE هستند. با وجود شباهت های محدود در جامعه پروکاریوتی نمونه ها، اکثر جنس های بازیابی شده در TDE منحصر به فرد و باکتری های بومی ایران بودند.

.بحث و نتیجه‌گیری: در معرض آرسنیک قرار گرفتن به مدت طولانی، باعث ایجاد تغییراتی در فراوانی شاخه‌های باکتریایی می-شود و این تغییرات به سمت انتخاب طبیعی و بیان سازگارترین ژن ها با شرایط موجود پیش می‌رود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

A metagenomics investigation of bacterial communities in gold mine tailings

نویسندگان [English]

  • Somayeh Parsania 1
  • Parisa Mohammadi 2
  • Mohammad Reza Soudi 3
1 PhD Student, Department of Microbiology, Faculty of Biological Sciences, Alzahra University, Tehran, Iran
2 Associate professor, Department of Microbiology, Faculty of Biological Sciences, Alzahra University, Tehran, Iran- Research Center for Applied Microbiology and Microbial Biotechnology, Alzahra University, Tehran, Iran
3 Professor, Department of Microbiology, Faculty of Biological Sciences, Alzahra University, Tehran, Iran- Research Center for Applied Microbiology and Microbial Biotechnology, Alzahra University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Background: Gold mine operations release toxic arsenic and other heavy metals into the environment, which can be accumulated in water resources and the food chain. As microbial bioremediation has been a promising method for pollutant removal from contaminated sites, the identification of bacterial communities in arsenic-contaminated resources has recently been in focus. The bacterial communities of tailings dam effluent (TDE) of a gold mine in Iran were analyzed.

Materials and Methods: The bacterial communities were examined using the next-generation sequencing method (Illumina platform) targeting the V3-V4 region of 16S rRNA genes. The 16S rRNA dataset from this study was compared with three arsenic-contaminated groundwater (GW) microbiomes from SRA databases, using the bioinformatics tool QIIME 2.

Results: Our findings revealed that the prevalent taxonomic groups observed in all of the samples belonged to Proteobacteria (8.06-45.49%), Bacteroidetes (1.85-50.32%), Firmicutes (1.00-6.2%) and Actinobacteria (0.86-5.09%). Metagenomic analyses showed that Algoriphagus, Rhodobacter, Anaerospora, Limnobacter, Halomonas and Yonghaparkia are the main bacterial genera in TDE. Despite the limited similarities in the prokaryotic community of the samples, the most of the retrieved genera of the TDE are unique and the native bacteria of Iran.

Conclusions: Long-term exposure to arsenic causes changes in bacterial abundance and richness. This resulted in natural selection and expression of the most compatible genes in existing condition. Although there are similarities in some microbial communities of ground waters, but it can be found some native microorganisms, which was adapted to the harsh environment of TDE.

کلیدواژه‌ها [English]

  • 16S rRNA gene
  • Arsenic
  • Bioinformatics
  • Groundwater
  • Next-generation sequencing
  • Gold mine
  • Waste water
زیست شناسی میکروبی

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 10 بهمن 1402

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار