پایان نامه جداسازی و شناسایی باکتری‌های تجزیه‌کننده‌ی ترکیبات آروماتیک خلیج فارس، منطقه ساحلی استان بوشهر

اختصاصی از کوشا فایل پایان نامه جداسازی و شناسایی باکتری‌های تجزیه‌کننده‌ی ترکیبات آروماتیک خلیج فارس، منطقه ساحلی استان بوشهر دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحات:123

پایان نامه جهت دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته زیست شناسی (M.A)
گرایش: میکروبیولوژی

فهرست مطالب:
عنوان                                                شماره صفحه
چکیده    1
فصل اول: کلیات تحقیق
1-1- مقدمه    3
1-2- بیان مسئله    4
1-3- اهمیت و ضرورت انجام تحقیق    5
1-4- ادبیات تحقیق    6
1-5- اهداف تحقیق    10
1-5-1 اهدف کلی    10
1-5-2 اهداف جزئی    10
1-5-3 اهداف کاربردی    11
1-6- سؤالات تحقیق    11
فصل دوم: مروری بر ادبیات و پیشینه تحقیق
2-1- خلیج فارس    13
2-2- استان بوشهر    14
2-3- نفت و آلودگیهای نفتی    15
2-4- ورود نفت به آب دریا    17
2-5- تغییرات نفت پس از ورود به آب دریا    17
2-5-1 پراکنده شدن    18
2-5-2 پخش شدن مواد نفتی در سطح آب    18
2-5-3 حل شدن    18
2-5-4 تبخیر شدن    18
2-5-5 اکسیداسیون فتوشیمیایی    18
2-5-6 بحالت امولسیون در آمدن    19
2-5-7 قابلیت تجزیه زیستی    19
2-5-8 ته نشین شدن    19
2-6- تجزیه‌زیستی    20
2-7- معرفی هیدروکربن‌های آروماتیک    20
2-7-1 طبقه‌بندی ترکیبات آروماتیک    20
2-7-2 فرمولاسیون ترکیبات آروماتیک    21
2-7-3 خواص فیزیکی و شیمیایی    22
2-7-4 درجه سمیت ترکیبات آروماتیک    23
2-7-5 اثرات هیدروکربن‌های پلی‌آروماتیک روی سلامتی انسان‌ها و موجودات زنده    27
2-7-6 هیدروکربن های پلی سیکلیک آروماتیک و سرطان    27
2-7-7 چه عاملی ترکیب را سرطان‌زا میکند؟    27
2-8- فنل    28
2-8-1 کلیات ترکیب فنل    28
2-8-2 نام‌گذاری    28
2-8-3 فنول‌های طبیعی    29
2-8-4 ساختمان مولکولی و خواص فیزیکی    29
2-8-5 خواص فیزیکی    29
2-8-6 تأثیر فنل بر محیط زیست و موجودات زنده    30
2-8-7 کاربردها    30
2-9- تجزیه‌زیستی    30
2-9-1 روش‌های پاکسازی بیولوژیکی    31
2-9-2 مبانی زیست‌درمانی    32
2-9-3 میکروارگانیسم‌های هوازی    32
2-9-4 میکروارگانیسم‌های بی‌هوازی    32
2-9-5 مخمرها و قارچها    33
2-9-6 استفاده از بیوراکتورها    33
2-9-7 کومتابولیسم    34
2-9-8 دینیتریفیکاسیون    34
2-9-9 کمپوست کردن    34
2-9-10 درمان بیولوژیکی    34
2-10- میکروارگانیسم های تجزیه کننده ترکیبات آروماتیک    35
2-11- مسیر های تجزیه زیستی    36
2-11-1 تجزیه میکروبی فنل    36
2-11-2 تجزیه میکروبی نفتالین    39
فصل سوم: روش شناسی تحقیق
3-1- محیط کشت‌های مورد استفاده    44
3-1-1 محیط ONR7a    44
3-1-2 محیط (ONR7a + نفتالین) آگار    45
3-1-3 محیط) +ONR7a فنل( آگار    45
3-1-4 محیط مارین براث (MB)    45
3-1-5 محیط مارین آگار (MA)    46
3-1-6 محیط نوترینت براث (NB)    46
3-1-7 محیط نوترینت آگار (NA)    46
3-2- محلول‌ها    47
3-2-1 سرم فیزیولوژی    47
3-2-2 محلول اتیلن‌دی‌‌آمینو‌تترا‌استیک‌اسید (EDTA)    47
3-2-3 محلول Tris-Base    48
3-2-4 محلول TBE    48
3-2-5 محلول   EDTA Tris-Base- (TE)    48
3-2-6 محلول اتیدیوم بروماید    48
3-3- مواد مصرف شده در PCR    49
3-4- دستگاه‌های مورد استفاده    49
3-5- روش عملی    50
3-5-1 نمونه برداری به منظور جداسازی باکتری های تجزیه کننده    50
3-5-2 شمارش باکتری های موجود در محیط    51
3-5-2-1 شمارش باکتری های هتروتروف    51
3-5-2-2 شمارش باکتریهای تجزیهکننده نفتالین    51
3-5-2-3 شمارش باکتری‌های تجزیه‌کننده فنل    51
3-5-3 جداسازی باکتری های تجزیه کننده    51
3-5-3-1 جداسازی و غربالگری باکتری های  تجزیه کننده    51
3-5-3-2 تست های تکمیلی    52
3-5-3-2-1 سنجش رشد باکتری    52
3-5-3-2-2 فعالیت امولسیون‌کنندگی (E24)    52
3-5-3-2-3  سنجش حذف فنل    52
3-5-3-2-4 سنجش حذف نفتالین    52
3-5-4 شناسایی باکتری ها    53
3-5-4-1 استخراج DNA ژنومی با روش فنل کلروفورم    53
3-5-4-2 تعیین غلظت DNA استخراج شده    54
3-5-4-3 برنامه وغلظت مواد مورد استفاده در PCR    54
3-5-4-4 بررسی محصول PCR    54
3-5-4-5BLAST  کردن نتایج حاصل از توالی یابی نوکلئوتیدی نمونه ها    55


فصل چهارم: نتایج یافته های تحقیق
4-1- نمونه برداری    57
4-2- شمارش باکتری ها    58
4-2-1 شمارش تعداد کل هتروتروف‌ها    58
4-2-2 شمارش تعداد کل تجزیه کننده‌ها    60
4-3- نکات ایمنی جهت استفاده از فنل و نفتالین    61
4-4- جداسازی میکروارگانیسم های تجزیه کننده    62
4-4-1 کشت نمونه‌ها در محیط ONR7a به اضافه فنل جهت جداسازی باکتری‌های تجزیه‌کننده فنل    62
4-4-2 کشت نمونه‌ها در محیط ONR7a به اضافه نفتالین جهت جداسازی باکتریهای تجزیه کننده نفتالین    62
4-5- تست‌های تکمیلی جهت انتخاب باکتریهایی با توان بالای تجزیه فنل و نفتالین    63
4-5-1 سنجش میزان رشد باکتری های تجزیه کننده فنل و نفتالین    63
4-5-2 فعالیت امولسیون کنندگی (E24)    67
4-5-3 سنجش حذف ترکیبات آروماتیک    71
4-5-3-1 سنجش حذف نفتالین    71
4-5-3-2 سنجش حذف فنل    73
4-6- شناسایی مولکولی نمونه های تجزیه کننده ترکیبات آروماتیک    75
4-6-1 بررسی محصول PCR    75
4-6-2 BLAST کردن توالی نوکلئوتیدی نمونه ها    76
4-7- رسم درخت فیلوژنی برای سویهها    92
4-8- فاصله ژنتیکی بین سویهها    94


فصل پنجم: بحث و نتیجه گیری
5-1- بحث و نتیجه گیری    97
5-2- پیشنهادات    100
منابع و مآخذ    101
فهرست منابع فارسی    101
فهرست منابع انگلیسی    103
چکیده انگلیسی    108


فهرست جداول
عنوان                                                شماره صفحه
جدول 2-1: 28 ترکیبات آروماتیک به ترتیب میزان سمیت    23
جدول 3-1: ترکیبات محیط کشت ONR7a    44
جدول 3-2: ترکیبات محیط کشت مارین براث (MB)    45
جدول 3-3: ترکیبات محیط کشت نوترینت براث    46
جدول 3-4: ترکیبات سرم فیزیولوژی    47
جدول 3-5: ترکیبات سرم فیزیولوژی    47
جدول 3-6: توالی و خصوصیات پرایمر‌های مورد استفاده جهت شناسایی ژن 16 SrRNA    49
جدول 3-7: دستگاه های مورد استفاده و مدل آنها    49
جدول 3-8: غلظت مواد مورد استفاده در  PCR با پرایمرهایAlk    54
جدول 4-1: نامگذاری و معرفی نقاط نمونه گیری بر حسب مشخصات جغرافیایی    57
جدول 4-2: نتایج شمارش باکتریهای هتروتروف    59
جدول 4-3: نتایج شمارش کل باکتری های تجزیه کننده    60
جدول 4-4: نتایج میزان جذب نوری نمونه‌های تجزیه‌کننده فنل در طول موج 600 نانومتر    64
جدول 4-5: نتایج میزان جذب نوری نمونه‌های تجزیه‌کننده نفتالین در طول موج 600 نانومتر    65
جدول 4-6: نتایج تست E24 برای نمونه‌های تجزیهکننده نفتالین    68
جدول 4-7: نتایج تست E24 برای نمونه‌های تجزیه‌کننده فنل    70
جدول 4-8: نتایج جذب UV جهت بررسی درصد حذف نفتالین    72
جدول 4-9: نتایج جذب UV جهت بررسی درصد حذف فنل    74
جدول 4-10: برنامه رسم درخت فیلوژنی سویه ها    92
جدول 4-11: برنامه رسم جدول فاصله های ژنتیکی سویه ها    94
جدول 4-12: فاصله ژنتیکی سویه ها    94

 
فهرست نمودارها
عنوان                                                  شماره صفحه
نمودار 2-1: مسیر تجزیه میکروبی فنل    36
نمودار 2-2: مسیر تجزیه میکروبی نفتالین    39
نمودار 4-1: درصد حذف فنل توسط سویههای تجزیهکننده این ترکیب    73
نمودار 4-2: درصد حذف فنل توسط سویههای تجزیهکننده این ترکیب    74
 
فهرست شکل ها
عنوان                                                 شماره صفحه
شکل 2-1: فرمول ککوله حلقه بنزن    21
شکل 2-2: فرمول ساختاری بنزن    21
شکل 2-3: نمایش موقعیت جانشینی روی حلقه دی متیل بنزن    21
شکل 2-4: برخی از آروماتیک های چند هسته ای فشرده    22
شکل 2-5: فرمول تترالین یا تتراهیدرونفتالن    22
شکل 2-6: مکانیسم های بروز سرطان    26
شکل 2-7: فرمول ساختاری فنل    28
شکل 4-1: پوشش کارشناس و نحوه قرار گیری صحیح در حین انجام کار با ترکیبات آروماتیک زیر هود    62
شکل 4-2: نمونه‌های کشت داده شده در محیط اختصاصی به اضافه فنل و نفتالین    63
شکل 4-3: نتایج تست E24 فعالیت امولسیون کنندگی    67
شکل 4-4: فاز آلی و آبی تفکیک شده در دکانتور, فاز آلی در قسمت بالا شامل هگزان و نفتالین و فاز آبی در پایین شامل ترکیبات محیط کشت اختصاصی و باکتری می باشد.    71
شکل 4-5: بررسی محصول PCR بر روی ژل آگارز    75
شکل 4-6: درخت فیلوژنی نمونهها    92
شکل 4-7: درخت فیلوژنی نمونههای جداسازی شده با مشخص بودن نتایج BLAST    93



چکیده
ترکیبات آروماتیک, جز آلاینده‌های نفتی بوده که در ساختمان مولکولی آن‌ها حلقه‌های بنزنی بکار رفته و به لحاظ پایداری در محیط‌های آبی از اهمیت خاصی برخوردار هستند. از آنجا که این ترکیبات بعنوان آلاینده‌های مهم در فهرست سازمان حفاظت از محیط زیست آمریکا آمده‌اند و از طرفی که سال 2013 بعنوان سال جهانی حفاظت از محیط زیست نامگذاری شده است و در دهه‌های اخیر به دلایل مختلف آلودگی آب خلیج‌فارس بعنوان یک محیط بسته دریایی به این ترکیبات افزایش یافته است. هدف از این تحقیق جداسازی و شناسایی باکتری‌های تجزیه‌کننده ترکیبات آروماتیک از نوار ساحلی استان بوشهر در خلیج‌فارس است. یکی از روش‌های کاهش آلاینده‌های مختلف, روش بیولوژیک و استفاده از میکروارگانیسم ها جهت پاکسازی این‌گونه آلاینده‌ها است. در این مطالعه تعداد 25 نمونه آب, 6 نمونه خاک و 4 آب و خاک از نقاط مختلف با پراکنش مشخص از نوار ساحلی استان بوشهر جمع آوری گردید نمونه‌ها به محیط اختصاصی ONR7a منتقل شد, سپس در محیط نوترینت آگار کشت داده شده و بر باکتری‌های جدا شده تست‌های میزان رشد و فعالیت امولسیون کنندگی (E24) و سنجش حذف برای بررسی میزان تجزیه فنل و نفتالین انجام شد. از باکتری‌های جدا شده جهت تشخیص مولکولی, جداسازی DNA انجام شد, سپس توسط پرایمر‌های Uni_1492R و Bac 27_F مورد PCR قرار گرفت و در نهایت تعداد 9 باکتری به عنوان تجزیه کننده فنل و نفتالین معرفی شدند. نتایج این تحقیق به وجود آلودگی به فنل و نفتالین در نوار ساحلی استان بوشهر و تفکیک منطقه‌ای هر باکتری انجامید. سپس با توجه به رسم درخت فیلوژنی و بررسی فاصله بین نمونه‌ها از صحت نتایج اطمینان حاصل شد.

کلمات کلیدی: تجزیه میکروبی, ترکیبات آروماتیک, منطقه ساحلی استان بوشهر, خلیج‌فارس, واکنش زنجیره‌ای پلیمراز (PCR).


فصل اول:
کلیات تحقیق

1-1- مقدمه
خلیجفارس به دلیل شرایط اقلیمی ویژهی حاکم بر آن بسیار شکننده و آسیبپذیر است و ورود کمترین آلایندهها به داخل دریا اثرات مخربی بر سلامت آبزیان و موجودات آن دارد. خلیجفارس با تمام مشکلات محیطی و اقلیمی که بر آن حاکم است از تنوع ژنی بالایی برخوردار است. از طرفی خلیجفارس محل حمل و نقل جهانی محسوب میشود و این امر موجب شده در سالهای گذشته لکههای نفتی بسیاری از این نفتکشها در آبهای خلیجفارس به جا بماند, از طرفی آلایندههای صنایع حاشیه سواحل وارد آب این دریا         میشوند و همچنین بخشی از آلایندهها بر اثر حرکت نفتکشها و شناورها, رها کردن آب توازن کشتیها- حفاری و عملیات کشف نفت- تراوش و استخراج نفت و ریختن زبالهها از داخل شناورها به خلیجفارس تزریق میشوند. مرجانهای زیبا و گونههای نادر گیاهی و جانوری در حالی قربانی توسعه بی رویه غیر اصولی و هجوم انواع آلایندهها به درون دریا میشوند که هنوز سازمان حفاظت از محیط زیست به عنوان دستگاه متولی حفظ محیط زیست نتوانسته اقدام موثر و شایستهای در این زمینه انجام دهد. که در نهایت اینگونه بیتوجهیها منجر به مرگ و میر آبزیان و مهاجرت آنها به خارج از منطقه, تغییرات در تنوع زیستی و کاهش تنوع زیستی و تغییر رفتار موجودات در محیط زیست منطقه میشود که از جمله آثار ناشی از آن آلودگی دریاهاست.
بخش اعظم آلایندههای موجود در خلیجفارس از نوع نفتی است, از طرفی نفت از میلیونها ترکیب تشکیل شده است که در کل میتوان آنها را در 4 دسته تقسیمبندی کرد که عبارتند از ترکیبات آروماتیک, هیدروکربنهای اشباع, رزینها و آسفالتنها. از طرفی ترکیبات آروماتیک با توجه به تعداد حلقههای بنزنی به کار رفته در ساختارشان تقسیمبندی میشوند که در این پروژه از فنل بعنوان یک ترکیب آروماتیک تک حلقه و از نفتالین بعنوان یک ترکیب دو حلقه استفاده شده است. ترکیبات آروماتیک از طریق استنشاق, بلعیدن و تماس مستقیم با پوست قابلیت ورود به بدن داشته و در صورت بروز این رخداد منجر به بروز علایمی چون استفراغ, سرگیجه و اسهال می‌شود و با توجه به خصوصیات شیمیایی که دارا می‌باشند, توانایی ایجاد جهش در ژنوم موجودات زنده را دارند و می‌تواند منجر به بروز سرطان در موجود زنده شوند. در این پروژه با بررسی آلودگی منطقه ساحلی استان بوشهر به ترکیبات آروماتیک موفق به جداسازی و شناسایی 9 سویه تجزیه کننده ترکیبات آروماتیک شده و با رسم درخت فیلوژنی به بررسی جد مشترک میکروارگانیسم‌ها پرداخته‌ایم. بطور کلی این پایان ‌نامه از 5 فصل تشکیل شده است که عبارتند از فصل اول شامل کلیه قسمت‌های مربوط به پروپوزال جهت بیان مسئله و ارائه ضروریات اجرایی شدن مسئله و اهداف پروژه. فصل دوم مروری بر ادبیات و پیشینه تحقیق. فصل سوم شامل روش اجرای تحقیق می‌باشد.در فصل چهارم به تجزیه و تحلیل داده‌ها پرداخته ودر نهایت در فصل پایانی به بحث و نتیجه‌گیری و بیان پیشنهادات می‌پردازیم.

1-2- بیان مسئله
تجزیه زیستی مواد، به فرایندی اطلاق می‌شود که در طی آن مواد آلوده‌کننده خارجی به وسیله میکروارگانیسم‌هایی که قادرند از آنها استفاده کنند، به مواد بی‌ضرر تبدیل می‌شوند (Luis and Mara et al 2000, 69-75; Chaıneau and Rougeux et al 2005, 1490-1496). که در آن از میکروب‌های مختلف استفاده می‌شود و اساس کار آن استفاده از جمعیت‌های میکروبی به منظور تجزیه آلاینده‌ها بوده بنابراین ضرورت نظافت زیستگاه‌های طبیعی جمعیت‌های میکروبی قبل از هر کار دیگر لازم و ضروری می‌باشد (Aitken and Stringfellow et al 1998, 743-752). آلودگی نفتی از معضلات زیست محیطی می‌باشد، هیدروکربن‌های نفتی یک دسته از آلاینده‌های خطرناک محیط هستند که براساس فعالیت‌های مختلف در محیط تجمع می‌یابند (Ewies and Ergas et al 1998, 80-89; Dobler and Saner et al 2000, 41-46) نفت‌خام کمپلکس پیچیده‌ای از مخلوط صد‌ها نوع ترکیب مختلف شامل هیدروکربن‌ها, نیتروژن, گوگرد و وانادیوم است که قسمت هیدروکربن شامل ترکیبات آروماتیک, آلیفاتیک و آسفالتی است (Sisler and Zobell 1987, 521-522; Chaıneau and Rougeux et al 2005, 1490-1496; Feijoo-Siota and Rosa-Dos- Santos 2008, 185-192) ورود هیدروکربن‌های آروماتیک چند حلقه‌ای PAHs  به محیط زیست, اثرات بسیار خطرناکی در زندگی انسان خواهد داشت. مشخص شده است که PAH ها عوامل بالقوه سرطان‌زا برای انسان می‌باشند و به سرعت وارد بدن شده و در بافت‌های چربی بدن ذخیره می‌شوند (Koch and Fuchs 1992, 649-671). هیدروکربن‌های نفتی یک دسته از آلاینده‌های خطرناک محیط هستند که براساس فعالیت‌های مختلف در محیط تجمع می‌یابند (Ewies and Ergas et al 1998, 80-89; Dobler and Saner et al 2000, 41-46). این آلاینده‌ها یکی از مهمترین آلودگی‌های زیست محیطی دنیا محسوب می‌شود که در اثر دفع و دور ریز نامناسب فاضلاب‌ها، ضایعات، پساب صنعتی و پخش آلاینده‌ها توسط نیروگاه‌ها و نشت آلاینده‌ها از مخازن نفت و ایستگاه سوختگیری و غیره وارد محیط زیست می‌شوند ((Ewies and Ergas et al 1998, 80-89; Dobler and Saner et al 2000, 41-46; Cappello and Crisari et al. 2012, 39-50). استفاده از فعالیت‌های بیولوژیکی محیطی (باکتری‌های تجزیه کننده) در جهت حذف هیدرو‌کربن‌های نفتی که در این تحقیق ترکیبات آروماتیک می‌باشد نسبت به روش‌های فیزیکی (سوزاندن) که آلودگی زیست محیطی ایجاد می‌کند و روش شیمیایی (سورفکتانت‌ها) که روشی پر‌هزینه و دارای محدودیت می‌باشد مزیتی قابل توجه‌ای دارد (MacGillirray and Shiaris et al 1999, 90-101; Vinas and Grifoll et al 2002, 252-261; Moslemi and Vosoughi et al 2005, 15-23). میزان تجزیه و معدنی شدن ترکیبات آلی وابسته به غلظت ترکیبات است بطوریکه غلظت بالای هیدروکربن‌ها با محدود کردن مواد غذایی و اکسیژن یا از طریق اثرات سمی ایجاد شده بوسیله هیدروکربن‌های فرار از تجزیه زیستی ممانعت می‌کند. رشد میکرواورگانیسم‌ها روی هیدروکربن‌ها اغلب همراه با امولسیونه کردن منابع کربن نامحلول در محیط کشت است. در اغلب موارد این همراه با تولید عوامل امولسیونه کننده خارج سلولی در طی شکست هیدروکربن‌ها می‌باشد این فرآیند رشد میکرواورگانیسم روی نفت خام و متابولیزه کردن آن را امکان‌پذیر می‌سازد (حسن شاهیان و همکاران 1387، 8-1؛ طلایی و همکاران 1388، 68-57؛ طلایی و همکاران 1389، 68-80). در این تحقیق هدف بر این است که با جداسازی باکتری‌های تجزیه‌کننده ترکیبات آروماتیک در اکوسیستم ایران و بکارگیری آنها به روش تجزیه زیستی موجبات کاهش این آلاینده‌ها فراهم گردد.

1-3- اهمیت و ضرورت انجام تحقیق
رشد روز افزون فعالیت‌های صنعتی از یک سو و عدم رعایت الزامات زیست‌ محیطی از سوی دیگر که باعث افزایش آلاینده‌ها زیست‌محیطی در چند دهه اخیر شده، ضرورت جلوگیری و ایجاد روش‌های بهینه‌تر و اقتصادی‌تر برای از بین بردن این آلودگی‌های محیطی بیش از پیش قابل توجه است. هیدروکربن‌های نفتی یک دسته از آلاینده‌های خطرناک محیط هستند که بر‌اساس فعالیت‌های مختلف در محیط‌ زیست تجمع می‌یابند. هیدروکربن‌های نفتی آلاینده‌های اصلی محیط‌های دریایی هستند. خلیج فارس از متنوع‌ترین اکوسیستم‌های جهان است. در آب‌های این منطقه 57.1% آلودگی نفتی مربوط به حمل و نقل کشتی‌ها و 22.4% مربوط به بهره‌برداری از دریا است. آلودگی مزمن محیط با نفت منجر به بهم ریختگی اکولوژِیکی و مانع از استفاده پایدار آن توسط بشر می‌شود (R and J 2003, 1234-1243). مهم‌ترین روش‌های حذف این آلودگی‌ها جداسازی فیزیکی، جذب، ژل‌سازی، امولسیون‌سازی و تصفیه‌زیستی می‌باشد اغلب این روش‌ها بر‌اساس جابجا کردن، پخش نمودن و انتقال آلودگی‌ها بوده و باعث حذف کامل آلاینده‌ها نمی‌شوند(حسن شاهیان و همکاران 1387، 8-1؛ طلایی و همکاران 1388، 68-57؛ طلایی و همکاران 1389، 68-80). تجزیه‌زیستی مشتقات نفتی در محیط‌های آلوده موثر‌تر, قوی‌تر و از نظر اقتصادی مقرون به‌صرفه‌تر از روش‌های فیزیک و شیمیایی است (Fedorak and Westlake 1981, 367-375). هیدروکربن‌های آروماتیک پلی‌سیکلیک (PAH) از دو یا چند حلقه شش عضوی تشکیل شده‌اند که این حلقه‌ها توسط اشتراک یک جفت اتم‌های کربن بین حلقه‌ها جوش‌خورده و بهم متصل شده‌اند و ساده‌ترین عضو این گروه نفتالین (C10H8) است (Zaidi and Imam 1999, 737-742) تا کنون 16 ترکیب PAH در فهرست سازمان حفاظت محیط زیست آمریکا, بعنوان آلاینده‌های مهم آمده است. از مهمترین آنها میتوان به نفتالین, آنتراسین, فنانترن, فلورن, کریزن, فلورانتن, پیرن, مشتقات آنها اشاره کرد (R and J 2003, 1234-1243) بازیافت، تصفیه و دفع این مواد شیمیایی سمی اهمیت زیادی دارد و در حال حاضر تصفیه ‌زیستی، یکی از فناوری‌های اصلی برای رفع آلودگی زیست محیطی به شمار می‌رود. روش‌های بیولوژیکی علاوه بر اینکه کم هزینه‌تر و موثرتر می‌باشد، سازگاری بیشتری نیز با محیط زیست دارند. تحقیقات بر روی تجزیه‌زیستی ترکیبات نفتی نشان داده است که این روش بهترین و موثرترین روشهای حذف ترکیبات نفتی از محیط زیست (خاکی و آبی) می‌باشد(حسن شاهیان و همکاران 1387، 8-1؛ طلایی و همکاران 1388، 68-57؛ طلایی و همکاران 1389، 68-80).

1-4- ادبیات تحقیق
برخی از تحقیقات انجام شده در زمینه جداسازی و شناسایی باکتری‌های تجزیه‌کننده ترکیبات آروماتیک عبارتند‌از:
Sisler و همکاران در سال 1987 با استفاده از Pseudomonas fluorescens در تحقیق خود در تجزیه بیولوژیکی خاک‌های آلوده نفتی دریافتند که این سوش قادر است n آلکان‌های زنجیره کوتاه و بلند و همچنین تعدادی از هیدروکربن‌های آلیفاتیک و آروماتیک را تجزیه و تخریب کند (Sisler and Zobell 1987, 521-522), یکسال بعد یعنی 1988 Vales-Garcia و همکاران سویه‌ی جدیدی از Pseudomonas که توانایی تجزیه نفتالین دارد را جداسازی کردند (García-González and Govantes et al 2003, 7). پس از آن در سال 1989, Cerniglia و همکاران متابولیسم ترکیبات آروماتیک چند حلقه‌ای را در محیط‌های آبی بررسی کردند (Heitkamp and Cerniglia 1989, 1989-1994), سپس Folsom و همکاران در سال 1990 تاثیر Pseudomonas cepacia را بر تجزیه فنل بررسی کرد (Folsom and Chapman et al 1990, 1279-1285). بررسی اثر سویه‌های  Alcaligenesبر تجزیه‌زیستی ترکیبات آروماتیک همچون نفتالین, فنانترن یا پیرن توسطWeissenfels  و همکاران در سال 1990انجام شد (Weissenfels and Beyer et al 1990, 6). پس‌از آن Grifoll و همکاران در سال 1992 باکتری‌های تجزیه کننده فلورن را جداسازی و شناسایی کردند (Boldrin and Tiehm et al 1993, 1927-1930) و یکسال بعد Boldrin و همکاران در سال 1993 سویه‌هایی از باکتری Mycobacterium با توانایی تجزیه فنانترن را جداسازی کردند (Boldrin and Tiehm et al 1993, 1927-1930). جداسازی سویه جدیدی از Pseudomonas با توانایی تجزیه فنل و ترکیبات فنلی توسط Powlowski و همکاران در سال 1994 انجام شد (Powlowski and Shingler et al 1994, 219-236).  MacGillivray and Shiaris در همان سال چند میکروارگانیسم تجزیه کننده نفتالین شاملAlcaligenes denitrificans, Mycobacterium sp., Rhodococcus sp., Corynebacterium venale, Bacillus cereus, Moraxella sp., Streptomyces sp. را جداسازی کردند (Macgilliray and Shiaris 1994, 1154-1159) پس ‌از آن طی تحقیقی Ahmed در سال 1995 تاثیر Pseudomonas aeruginosa را برتجزیه فنل بررسی کرد (Ahmeda and Nakhlaa et al 1995, 99-107). Kirk و همکاران در سال  1997تاثیر Ochromonas danica رابر تجزیه فنل بررسی کردند (Kirk and Ronald 1997, 133-139).
بررسی اثر Phanerochaet chrysosporium تجزیه فنل و ترکیبات فنلی توسط Perez و همکاران در سال  1997انجام شد (Perez and Benito et al 1997, 207-213), سپس اثر Rhodococcus spp بر تجزیه فنل و ترکیبات فنلی توسط Margesin و همکاران در سال  1997سنجیده شد (Margesin and Schinner 1997, 462-468) و پس‌از آن در همان سالAlcaligenes xylosoxidans Y234  بعنوان تجزیه کننده فنل توسطSung Ho  وهمکاران معرفی شد (Sung Ho and Seung Ho et al 1997, 37-40) و نیز Arthobacter species بعنوان تجزیه کننده فنل توسط S.Kar و همکاران در سال مشابه معرفی گردید (Kar, Swaminathan et al. 1997). Bandhyopadhyay و همکاران در سال 1998 تاثیر Pseudomonas putida بر تجزیه فنل را بررسی کردند (Bandyopadhyay and Das et al 1998, 373-377). از طرفی Aitken و همکاران نیز در سال 1998 مشاهده کردند که Bacillus cereus در حضور نفتالین رشد میکند (Aitken and Stringfellow et al 1998, 743-752) در سال 2000 Kazunga و Aitken اعلام کردن که Sphingomonas yanoikayae R10 و Pseudomonas stutzeri P16و Pseudomonas stutzeri P15 و Bacillus cereus R1  توانایی تجزیه پیرن را دارا می‌باشند (Kazunga and Aitken 2000, 1917-1922.). Eduardo و همکاران در سال 2000 باکتری Alcaligenes faecali و مخمر Candida tropica را که قادر به تجزیه فنل بودند را گزارش کردند (Eduardo and Bastos et al 2000, 346-352) اثرNeptunomonas  و Stenotrophomona بر تجزیه ‌زیستی ترکیبات آروماتیک در سال 2000 توسط Ho و همکاران بررسی گردید (Ho and Jackson et al  2000, 100-112) یکسال بعد جداسازی سویه جدیدی از Pseudomonas با توانایی تجزیه فنل و ترکیبات فنلی توسط Gonzales و همکاران در سال 2001 به انجام رسید (Gonzalez et al 2001, 137-142) از طرفی Santos و همکاران در سال 2001 تاثیر Trichosporon species LE3 را بر تجزیه فنل بررسی کردند (Santos and Heilbuth et al 2001, 171-178). Aleksieva و همکاران نیز در سال 2002 تاثیر Trichosporon cutaneumR57 را بر تجزیه فنل بررسی کردند (Aleksieva et al 2002, 1215-1219). در همان سال Begona و همکاران در سال 2002 تاثیر Rhodococcus erythropolis UPV-1 را بر تجزیه فنل بررسی کردند (Begoña Prieto et al 2002, 1-11). اثر Cycloclasticus بر تجزیه ‌زیستی ترکیبات آروماتیک در سال 2002 توسط Kasai و همکاران بررسی گردید (Kasai et al 2002, 5625-5633). بررسی اثر سویه‌های Rhodococcus, Aeromonas, Corynebacterium, Micrococcus  بر تجزیه ‌زیستی ترکیبات آروماتیک همچون نفتالین, فنانترن یا پیرن توسطSamante  و همکاران در سال 2002 انجام شد (Samanta et al 2002, 243-248).