Studium biokumulace toxických kovů s využitím indigenních mikroskopických hub z prostředí po důlní a průmyslové činnosti

Markéta Vašinková

Doctoral thesis

Study of Bioaccumulation of Toxic Metals by Indigenous Microscopic Fungi from the Environment after Mining and Industry

Abstract:

S rozvojem moderních forem biotechnologií vzrůstá zájem o studium vlivu kontaminace toxickými kovy na mikrobiální komunity. Indigenní mikroskopické vláknité houby a kvasinky, izolované z prostředí kontaminovaného toxickými kovy i organickými polutanty současně, představují užitečnou heterotrofní skupinu organismů s vysokou adaptační schopností na stresové podmínky, což je výhodné pro odstraňování obou typů polutantů současně. Předkládaná disertační práce popisuje dlouhodobý výzkum počínající izolací mikroskopických vláknitých hub ze silně znečištěné lokality Ostravských lagun, přes identifikaci těchto organismů až po ověření schopnosti těchto organismů účinně odstraňovat vybrané ionty toxických kovů z roztoku živného média a tyto kovy následně akumulovat ve své rostoucí biomase. Práce zahrnuje rovněž detailní rešerši genetických mechanismů rezistence vůči toxickým kovům vycházejících z procesů interakce mikroskopických hub s toxickými kovy. Důkladná znalost těchto procesů na genetické úrovni může vést k identifikaci perspektivních mikroorganismů schopných efektivní bioremediace. Výsledky experimentální části ukazují na schopnost adaptovaných indigenních mikroorganismů lépe odolávat působení toxických kovů formou účinných rezistenčních mechanismů.

Abstract:

With the development of modern forms of biotechnology, there is a growing interest in studying the impact of toxic metal contamination on microbial communities. Indigenous microscopic filamentous fungi and yeasts, isolated from environments contaminated with toxic metals and organic pollutants simultaneously, represent a useful heterotrophic group of organisms with a high adaptive capacity to stress conditions, which is advantageous for the removal of both types of pollutants simultaneously. The present dissertation describes long-term research starting with the isolation of microscopic filamentous fungi from the heavily polluted site of Ostrava lagoons, through the identification of these organisms to the verification of the ability of these organisms to efficiently remove selected toxic metal ions from the nutrient solution and subsequently accumulate these metals in their growing biomass. The dissertation also includes a review of genetic mechanisms of toxic metal resistance based on the processes of interaction of microscopic fungi with toxic metals. A thorough knowledge of these processes at the genetic level may lead to the identification of promising microorganisms capable of efficient bioremediation. The results of the experimental part show the ability of adapted indigenous microorganisms to better resist the action of toxic metals in the form of effective resistance mechanisms.

Keywords

indigenní mikroskopické vláknité houby a kvasinky, Ostravské laguny, rezistenční mechanismy hub, toxické kovy Cu(II), Zn(II), Ni(II), Cr(III), Pb(II), Aspergillus sp., Exophialla xenobiotica, Phoma sp., Cystobasidium sp., Cladosporium sp.

Keywords

indigenous microscopic filamentous fungi and yeasts, Ostrava lagoons, fungal resistance mechanisms, toxic metals Cu(II), Zn(II), Ni(II), Cr(III), Pb(II), Aspergillus sp., Exophialla xenobiotica, Phoma sp., Cystobasidium sp., Cladosporium sp.

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 20. 12. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 23. 5. 2024
• Supervisor: Hana Vojtková
• Reader: Alexandra Šimonovičová, Radmila Kučerová, Dorota Wawrzak

VSB – Technical University of Ostrava

Hornicko-geologická fakulta

Doctoral programme / field:
Inženýrská ekologie / Ochrana životního prostředí v průmyslu