WYKORZYSTANIE GRZYBÓW W BIOTECHNOLOGII ŚRODOWISKOWEJ

PRZYKŁADY NAJWAŻNIEJSZYCH ZASTOSOWAŃ GRZYBÓW W PROCESACH DEGRADACJI MATERII ORGANICZNEJ

Procesy	Substraty	Gatunki
Kompostowanie	Sloma, nawozy organiczne, odpady rolnicze, kora.	Konsorcja grzybów i bakterii (najczęściej bez podanego składu jakościowego)
Produkcja grzybów jadalnych	Lignoceluloza, nawozy organiczne, słoma, ścinki drzew.	Aguricus bisporus, fleurotus ostreatus, lentinus odoides, shitake
Produkcja białek	Alkny, odpady browarnicze, Melasa	Drożdże, np. Candida tropicalis, Sacchromyces cerevisiae, C. utilis, paucilomyces varioti
Przerobka odpadów stałych Oczyszczanie ścieków	Osady ściekowe, odpady z produkcji papieru Ścieki gorzelniane, ścieki garbarskie, inne.	Konsorcja grzybów i bakterii: Coriolus versicolor, phanerochaete chrysosporium, Drożdze główne: c. utilis, phaneochataete chrysosporium, aspergillus, penicyllium
Procesy bio- i fitoremediacji	Gleba, ścieki, woda	Różne gatunki

• BENNETT I WSP. (2002) - UŻYWAJĄ TERMINU MYKOREMEDIACJA. UŻYWANY JEST RÓWNIEŻ TERMIN MYKOBIOTECHNOLOGIA, MOŻNA ZAPROPONOWAĆ TERMIN MYKOHYDROMETALURGIA

• BIOREMEDIACJA TO TECHNOLOGIA, KTÓREJ CELEM JEST ZMNIEJSZENIE LUB WYELIMINOWANIE ZAGROŻEŃ WYNIKAJĄCYCH Z OBECNOŚCI ZANIECZYSZCZEŃ W ŚRODOWISKU ORAZ ZAPEWNIENIE JAKOŚCI ŚRODOWISKA ODPOWIEDNIEJ DO PEŁNIONEJ FUNKCJI. W BIOREMEDIACJI WYKORZYSTUJE SIĘ NATURALNE ZDOLNOŚCI ŚRODOWISKA DO SAMOOCZYSZCZANIA, GŁÓWNIE ZDOLNOŚĆ RODZIMYCH MIKROORGANIZMÓW DO TRANSFORMACJI I ROZKŁADU ZANIECZYSZCZEŃ

BIODEGRADACJA ZANIECZYSZCZEŃ ORGANICZNYCH W ŚRODOWISKU

Rodzaj związków	Podatność na rozkład
Węglowodory alifatyczne C1 - C11	Duża
Alkohole, fenole, aminy	Duża
Kwasy, estry i amidy	Duża
Węglowodory alifatyczne C12 - C20	Względnie duża
Etery, chlorowane węglowodory (z jednym atomem chloru)	Względnie Duża
Węglowodory alifatyczne >C20	Średnia
Polichlorowane węglowodory	Średnia
WWA, PCB, pestycydy	Mała

ROZKŁAD WĘGLOWODORÓW ALIFATYCZNYCH PRZEZ GRZYBY

• Fungi, Allescheria, Aspergillus, Aureobasidium, Botrytis, Candida, Cephalosporium, Cladosporium, Cunninghamella, Debaromyces, Fusariurn, Gonytrichurn, Hansenula, Helminthosporium, Mucor, Oldiodendrum, Paecylomyces, Phialophora, Penicillum, Rhodosporidium, Rhodotorula, Saccharomyces, Saccharomycopisis, Scopulariopsis, Sporobolomyces, Torulopsis, Trichoderma, Trichosporon.

ZDOLNOŚĆ GRZYBÓW DO ROZKŁADU ZWIĄZKÓW AROMATYCZNYCH

GRZYBY BIAŁEJ ZGNILIZNY DREWNA (WHITE-ROT FUNGI)

FHANEROCHAETE, CHRYSOSPORIUM, PHANEROCHAETE SORTIDA, PLEUROTUS OSTREATUS, PLEUROTUS PULMONARIUS, CERIPORIOPSIS SUBVERMISPORA, PHLEBIA TREMELLOSA, CRINIPELLIS STRIPITARIA, TRAMETES VERSICOLOR, INONOTUS DRYOPHILUS, BJERKANDERA, INNE

GRZYBY BIAŁEJ ZGNILIZNY DREWNA MAJĄ NA DRODZE KOMETABOLICZNEJ | ZDOLNOŚĆ DO ROZKŁADU:

• WWA

• CHLOROFENOLE (PCP),

• NITROTOLUENY (TNT),

• PCB

• HERBICYDY I INSEKTYCYDY

• BTEX

• DIOKSYNY,

• CHLOROBENZENY,

• INNE

DEFINICJA KOMETABOLKMU WEDŁUG MADSEN (1991) -

• KOMETABOLIZM JEST MODYFIKACJĄ JEDNEGO ZWIĄZKU ORGANICZNEGO (SUBSTRATU POBOCZNEGO) PRZY POMOCY ENZYMU DZIAŁAJĄCEGO NA INNY ZWIĄZEK ORGANICZNY (SUBSTRAT PODSTAWOWY),

• SUBSTRAT PODSTAWOWY STYMULUJE WZROST, DROBNOUSTROJÓW, PRODUKUJĄCYCH JEDEN LUB WIĘCEJ ENZYMÓW O NISKIEJ SPECYFICZNOŚCI, KTÓRE MOGĄ MODYFIKOWAĆ SUBSTRAT POBOCZNY.

ENZYMY LIGNOLITYCZNE (WHITE -ROT FUNGI)

LIP - PEROKSYDAZY LIGNINOWE

MNP.- PEROKSYDAZY ZALEŻNE OD MANGANU

BIOLOGICZNE SUBSTANCJE POWIERZCHNIOWO CZYNNE (BIOSURFAKTANTY)

• Glikolipidy:

1. RAMNOLIPIDY - BAKTERIE

2. TREHALOLIPIDY - BAKTERIE

3. SOFOROLIPIDY TORULOPSIS BOMBICOLA, CANDIDA BOGORIENSIS I INNE GRZYBY

LIPOPEPTYDY I LIPOPROTEINY - BAKTERIE

KWASY TŁUSZCZOWE, FOSFOLIPIDY I LIPIDY OBOJĘTNE - BAKTERIE I GRZYBY, W TYM ASPERGILLUS SPP.

d) BIOPOLIMERY (EMULSAN, LIPOSAN, MANNOPROTEINYI INNE KOMPLEKSY BIAŁEK I CUKRÓW) - BAKTERIE I GRZYBY, W TYM CANDIDA LIPOLYTICA

OCZYSZCZANIE ŚCIEKÓW PRZY POMOCY GRZYBÓW

GRZYBY SĄ STAŁYM ELEMENTEM MIKROFLORY OSADU CZYNNEGO. GATUNKAMI NAJCZĘŚCIEJ WYSTĘPUJĄCYMI W OSADZIE CZYNNYM SĄ:

• SUBBAROMYCES,

• SPLENDENS,

• ASCOIDEA RUBESCENS,

• FUSARIUM,

• AQUAEDUCTUM ,

• GETRICHUM

• CANDIDUM

• TRICHOSPORON

• MUCOIDES

• SEPEDONiUM SP.,

• SACCHAROMYCES,

• CEREVISIAE,

• CANDIDA SPP,

WYKORZYSTANIE GRZYBÓW DO USUWANIA AZOTU ZE ŚCIEKÓW W SYSTEMIE MBR (GUEST & SMITH» 2002)

• NITRYFIKACJA--ASPERGILLUS FLAVUS, PHANEROCHAETE CHRYSOSPORIUM, HYMENOSCYPHUS ERICAE, PYTHIUM OLIGANDRUM, RHIZOMUCOR PUSILLUS, ASPERGILLUS ORIZAE, MUCOR STRICTUS, FUSARIUM SOLANI, ASPERGILLUS NIGER, CLADOSPORIUM HERBARUM, PENICILLIUM CHRYSOGENUM, PENICILLIUM NOTATUM PENICILLIUM EXPANSUM GEOTRICHUM CANDIDUM, WILLIOPSIS CALIFORNICA, INNE

• DENITRYFEKACJA- FUSARIUM OXYSPORUM, GIBERELLA, NECTRIA, CALONECTRIA, CYLINDROCARPON, TRICHODERMA, HYPOCREA & HYPOMYCES

• NTTRYFIKACJA + DENITRYFIKAC JA - FUSARIUM SOLANI

WYKORZYSTANIE GRZYBÓW W FITOREMEDIACJI

RODZAJE FITOREMEDIACJI

• Fitoakumulacja (fitoekstrakcja) to pobieranie związków toksycznych, z zanieczyszczonej gleby razem z wodą i związkami odżywczymi niezbędnymi dla ich wzrostu. Toksyny nie ulegają degradacji, lecz akumulują się głównie w nowych pędach i liściach. Rośliny wykazujące bardzo wysokie zdolności akumulacji zanieczyszczeń określane są terminem hiperakumulatorów. Fitoakumulacja dotyczy metali Pb, Cd, Zn, Ni i Cu.

• Rizofiltracja jest odmianą fitoakumulacji, od której różni się tym, że wzrost roślin odbywa się w środowisku wodnym, a akumulacja toksyn zachodzi w mocno rozwiniętej strefie korzeniowej. Rizofiltracja dotyczy metali, radionuklidów i hydrofobowych związków organicznych.

• Fitodegradacja to proces, w którym następuje rozkład zanieczyszczeń wewnątrz tkanek roślinnych pod wpływem wytwarzanych przez rośliny enzymów. Fitodegradacja dotyczy herbicydów, BTEX, TNT, rozpuszczalników chlorowanych, soli mineralnych.

• 
  Biodegradacja ryzosferyczna polega na wydzielaniu przez rośliny naturalnych substancji w sferze korzeniowej, które z kolei tworzą pożywkę dla mikroorganizmów znajdujących się w gruncie. W efekcie mikroorganizmy te inicjują naturalną degradację związków toksycznych. Biodegradacja ryzosferyczna dotyczy pestycydów, związków aromatycznych, w tym WWA.

• Fitostabilizacja to proces, w którym związki chemiczne wydzielane przez rośliny stabilizują - - unieruchamiają, ale nie degradują toksyny zawartej w środowisku. Fitostabilizacja dotyczy metali, WWA, PCB, dioksyn, furanów, PCP, DDT, dieldrin.

• Fitoulatnianie polega na pobieraniu przez rośliny substancji toksycznych wraz z wodą 1 ich transpiracji poprzez liście. Mechanizmy tego zjawiska nie są Jeszcze do końca poznane. Fitoulatnianie dotyczy związków selenu i ołowiuj

ZNACZENIE MIKORYZY (ECM & VAM) W FITOREMEDIACJI

PRZEMIANY METALI W VAM (LEE I WSP., 2001) - KUMULACJA I TRANSLOKACJA METALI W ROŚLINACH ZALEZĄ OD KOLONIZACJI KORZENI PRZEZ GRZYBY VAM. W GLEBACH SILNIE ZANIECZYSZCZONYCH METALAMI VAM NIE CHRONI ROŚLINY PRZED TOKSYCZNYMI SKUTKAMI SKAŻENIA. W WIELU PRZYPADKACH MIKORYZA VAM ZWIĘKSZA ZAWARTOŚĆ CYNKU I MIEDZI W ROŚLINIE, BLOKUJE JEDNAK TRANSLOKACJĘ KADMU I NIKLU DO ROŚLIN (ROLA OCHRONNA). SZCZEPY GRZYBÓW VAM RÓŻNIĄ SIĘ POD WZGLĘDEM ZDOLNOŚCI DO POCHŁANIANIA I TRANSLOKACJI RÓŻNYCH METALI. WYBRANE SZCZEPY MOGĄ BYĆ WYKORZYSTANE W FTTOEKSTRAKCJI.

---