About DoKS      NL  |  EN Search: Advanced Search
  Part of a word (e.g. tele*)    Exact wordgroup (e.g. "wireless communication")
 
Home
folder Authors
folder Departments
folder Help
folder Years
 
Most popular theses: 2014 2015 2016 2017


972 theses on-line.



Doks PHL
Doks XIOS



Open Archives Initiative
Home

In planta screening for the positive growth effect of inoculated DDE degrading endophytic bacteria in Cucurbita pepo

2016
Vanoppen, Laurens
Professionele bachelor in de agro- en biotechnologie

Abstract :
DDT (Dichloro-Diphenyl-Tricholoroethane) is a pesticide that has been intensively used from 1945 to 1973 in Belgium. Because DDT and its primarily metabolites (DDE (Dichloro-Diphenyl-Ethylene) and DDD (Dichloro-Diphenyl-Ethane)) are highly persistent, traces are still being found today in the soil and the groundwater. DDE is the most abundant DDT-linked substance found in soil/groundwater, though still low in concentration. But thanks to its hydrophobic characteristic, DDE has the tendency to accumulate in fatty tissues up to a concentration where it can have negative effects on the health of animals and the ecosystem. This effect is called biomagnification. The focus of removing DDT-linked contaminants from soil/groundwater is put on DDE, because it is the most found DDT-linked substance in the soil/groundwater.
The use of mechanical methods for the removal of contaminants from soil/groundwater is rather expensive and has a destructive impact on the soil quality, causing it not to be desired by the public opinion. The use of phytoremediation, on the other hand, is much cheaper and is environmentally friendly. But phytoremediation is less efficient than mechanical methods and takes several years. For the phytoremediation of DDE-contaminated soils and groundwater, Cucurbita pepo will be used since it has the ability the extract (phytoextraction) large amounts of DDE without storing it in its fruits (zucchini). But the efficiency of phytoremediation of Cucurbita pepo can be upgraded by adding PGPBs (Plant Growth Promoting Bacteria). Normally, in healthy soils, there are sufficient amounts and different species of PGPBs present. But this is not the case in DDE-contaminated soils, since DDE is toxic to many bacterial species. Adding DDE-tolerant bacterial species to Cucurbita pepo can therefore benefit the plant growth and make the phytoremediation process of DDE-contaminated soils more efficient.
First of all, an appropriate endophytic bacterial strain had to be identified by performing a phenotypical characterization on a collection of 530 endophytic bacterial strains that were previously isolated from the endosphere of Cucurbita pepo in a field experiment on a DDE-contaminated soil. The major plant growth promoting capabilities were investigated, such as the production of IAA (Indole-3-Acetic Acid), ACC (1-aminocyclopropane-1-carboxyl)-deaminase, siderophores, organic acids, and the capability of solubilising phosphor in the soil. Afterwards, a selection was made based on the tolerance of the endophytic strains for DDE by performing an auxanography test with DDE. Ten DDE-tolerant endophytic bacteria were selected and individually inoculated to Cucurbita pepo seeds. After germination and a growth period of 15 days, the roots and shoots were weighed separately to determine the plant growth. Afterwards, the bacteria present in the endosphere were isolated, purified and genotypically identified by sequence alignment of the amplified 16s rDNA gene on NCBI (National Center for Biotechnology Information). Afterwards the inoculation efficiency of the inoculant was evaluated as well as the possible positive effect of the inoculant on the plant growth by comparing the biomass of the inoculated plants with the biomass of the control plants that were not inoculated.
From the results it appears that less than 50% of the inoculations were successful. The inoculation of Ensifer sp. can be seen as the only one that was successful. Unfortunately, there was no improved plant growth visible when the mass of the plant was compared with the control plants. Inoculating more plants at the same time with Ensifer sp. and letting the plants grow on a DDE-contaminated soil, might give a clearer difference in plant growth between the inoculated and the uninoculated plants.


DDT (Dichloor-Difenyl-Trichloorethaan) is een pesticide dat intensief gebruikt werd sinds 1945 tot 1973 in BelgiŽ. Omdat DDT en zijn primaire afbraakproducten, DDE (Dichloor-Difenyl-Ethyleen) en DDD (Dichloor-Difenyl-Dichloorethaan) zeer persistente moleculen zijn, worden er nog steeds sporen gevonden in de bodem en het grondwater. DDE is de voornaamste DDT-gelinkte stof die voorkomt in de bodem en het grondwater, doch in lage concentraties, maar dankzij bio-accumulatie van deze hydrofobe stof in het vetweefsel van dieren, kan het geconcentreerd geraken tot een niveau waarop het schade toe kan brengen aan de gezondheid van dieren en het ecosysteem. Aangezien DDE het grootste deel uitmaakt van DDT gelinkte stoffen in de bodem en het grondwater, wordt er gefocust op het verwijderen van DDE.
Het gebruik van mechanische technieken voor het verwijderen van contaminanten uit de bodem en het grondwater zijn duur en destructief voor de bodemkwaliteit en valt daarom ook niet in de smaak bij het ruime publiek. Het gebruik van fytoremediatie daarentegen is veel natuurvriendelijker en vooral goedkoper. Alleen is deze techniek minder efficiŽnt dan mechanische technieken en heeft het meerdere jaren nodig. Voor fytoremediatie van DDE-vervuilde bodems, wordt Cucurbita pepo gebruikt omdat het grote hoeveelheden DDE kan extraheren (fytoextractie) en omdat het geen DDE opslaat in zijn vruchten (courgetten). Maar de efficiŽntie van de fytoremediatie door Cucurbita pepo kan wel nog verbeterd worden door het toevoegen van PGPBs (PlantenGroei-Promoverende Bacteriesoorten). In een gezonde bodem zijn zulke PGPBs normaal vanzelf in voldoende hoeveelheid en diversiteit aanwezig. Maar in DDE-vervuilde bodems is dit niet het geval. DDE is namelijk toxisch voor een groot deel van de bacteriesoorten. Het toevoegen van plantengroei-promoverende bacteriesoorten die een tolerantie hebben voor DDE kan de groei van Cucurbita pepo verbeteren en dus ook de efficiŽntie van het fytoremediatie-proces.
Allereerst werd er gezocht naar de geschikte endofyten (plantgeassocieerde bacteriŽn afkomstig van de endosfeer) d.m.v. een fenotypische karakterisatie op een collectie van 530 endofytische bacteriestalen, geÔsoleerd uit de endosfeer van Cucurbita pepo, gekweekt op een DDE vervuilde bodem. De voornaamste plantengroei-promoverende eigenschappen werden onderzocht: de productie van IAA (Indoleen-3-ethaanzuur), ACC (1-aminocyclopropaan-1-carboxyl) -deaminase, sideroforen, organische zuren en de mogelijkheid om fosfor op te lossen in de bodem. Daarnaast werd er ook geselecteerd naar DDE-tolerante soorten door een auxanografietest met DDE uit te voeren. Er werden tien DDE-tolerante endofytische bacteriŽn geselecteerd en individueel geÔnoculeerd aan Cucurbita pepo zaden. Na ontkieming en een groeiperiode van 15 dagen, werd de plantengroei bepaald door de massa van de wortelen en stengel met bladeren apart te bepalen. Hierna werden de bacteriŽn uit de endosfeer geÔsoleerd, opgezuiverd en genotypisch gekaraktiseerd via DNA-sequentie alignering van het geamplificeerde 16s rDNA gen op NCBI (National Center for Biotechnology Information). Hierna kon er geconcludeerd worden of de inoculant aanwezig was in de endosfeer en of deze een positief effect kon hebben op de plantengroei door de massa van de plant te vergelijken met deze van de niet-geÔnoculeerde planten.
Uit de resultaten blijkt dat minder dan 50 % van de inoculaties gelukt zijn. De inoculatie van Ensifer sp. kan als enige als succesvol beschouwd worden. Helaas is er geen verbeterde plantengroei zichtbaar door deze inoculant. Meerdere planten tegelijk met deze bacteriesoort inoculeren en de planten laten groeien in aanwezigheid van DDE, kan uitwijzen op een duidelijker groeiverschil met de controle planten.

Full text:
File Size Type Checksum  
Definitief_-_Scriptie_-_Laurens_Vanoppen.pdf 2 MB PDF MD5 Open file

Dit eindwerk werd 509 keer bekeken.
Translate to English (Google translate)
 

Show record details

Show ETD - Dublin Core

If you want to cite this thesis in your own thesis, paper, or report, use this format (APA):

Vanoppen, L. (2016). In planta screening for the positive growth effect of inoculated DDE degrading endophytic bacteria in Cucurbita pepo. Unpublished thesis, Hogeschool PXL, PXL-Tech.
Retrieved from http://doks.pxl.be/doks/do/record/Get?dispatch=view&recordId=SEtd8ab2a82155c540c60155c5436ce80313.




©2004-2008 - Hogeschool PXL - webmaster - Contact - Disclaimer