Isolation and characterization of halophilic Dibenzothiophene (DBT) degrading bacteria. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF DBT Thesis Submission.pdf Restricted to Repository staff only until 1 April 2027. Download (3MB)

Arabic Abstract

ثنائي بنزوثيوفين (DBT) هو مركب حلقي عطري متعدد الحلقات يحتوي على الكبريت، وهو ملوث بيئي خطير ينتج أثناء تكرير البترول والاحتراق وحوادث التسرب النفطي. يتميز هذا المركب بثباته العالي وبقائه في البيئة، وهو سام للنباتات والحيوانات على حد سواء، مما يؤدي إلى اضطراب النظام البيئي. تُعد المعالجة الحيوية حلاً صديقاً للبيئة ومجدياً اقتصادياً لمكافحة تلوث التربة والمياه بهذه المركبات السامة والثابتة. تتمتع التربة المالحة في المملكة العربية السعودية بإمكانات هائلة لاحتوائها على بكتيريا محبة للملوحة قادرة على تحليل مركبات سامة مثل ثنائي بنزوثيوفين. في هذه الدراسة، قمنا بعزل سلالتين من البكتيريا المحبة للملوحة، هما 5S DBTA و15S DBTB، عند تركيزي 5% و15% وزن/حجم من كلوريد الصوديوم، على التوالي. وقد أظهر تسلسل الحمض النووي الريبوزي 16S أن العزلة البكتيرية 5S DBTA تنتمي إلى جنس Parvibaculum، بينما تنتمي العزلة 15S DBTB إلى جنس Modicisalibacter. أُجريت تحليلات تجريبية متنوعة لتقييم نمط نمو العزلتين، باستخدام زمن التضاعف كمعيار للنمو. بلغ متوسط زمن التضاعف للعزلة 5S DBTA 10.04 ± 0.35 ساعة. وأظهرت نموًا مثاليًا عند درجة حرارة 37 درجة مئوية وتركيز 5% من كلوريد الصوديوم (وزن/حجم)، وهي الظروف التي عُزلت فيها. من جهة أخرى، بلغ زمن التضاعف للعزلة 15S DBTB 13.76 ± 0.24 ساعة. وأظهرت نموًا مثاليًا عند درجة حرارة تتراوح بين 37 و45 درجة مئوية وتركيز 15% من كلوريد الصوديوم (وزن/حجم)، وهي الظروف التي عُزلت فيها. على الرغم من تباطؤ النمو خارج بيئتها الطبيعية، ظلت الخلايا حية، مما يشير إلى تحمل طفيف للحرارة والملوحة في ظل الظروف المختبرة. تم تحديد نسبة التحلل كميًا باستخدام تقنية كروماتوغرافيا الغاز-مطياف الكتلة (GC-MS). أظهرت النتائج أن سلالة 5S DBTA نجحت في تحليل 82% من ثنائي بنزوثيوفين (DBT)، متفوقةً بذلك بشكل ملحوظ على سلالة 15S DBTB التي لم تتمكن من تحليل سوى 40% من ثنائي بنزوثيوفين. وبذلك، فقد تحقق هدفنا المتمثل في عزل ودراسة خصائص نمو البكتيريا المحبة للملوحة المحلية المعزولة من التربة السعودية بنجاح. وهذه هي الحالة الأولى المعروفة لعزل بكتيريا محبة للملوحة قادرة على تحليل ثنائي بنزوثيوفين عند مستويات ملوحة تتجاوز 5% من كلوريد الصوديوم. تتمتع هذه البكتيريا بإمكانات كبيرة في المعالجة الحيوية لثنائي بنزوثيوفين، وهو نموذج لمركب PASH. ويمكن أن تُسهم في تطوير استراتيجية مستدامة لإعادة تأهيل البيئة ومعالجتها

English Abstract

Dibenzothiophene (DBT) is a polycyclic aromatic sulfur heterocycle (PASH), which is a serious environmental pollutant produced during petroleum refining, combustion and oil spill accidents. It is highly stable and persistent in the environment, toxic to both plants and animals, and hence disrupts the ecosystem. Bioremediation is an eco-friendly and economically feasible solution to combat soil and water contamination by these persistent and toxic compounds. The saline soils of Saudi Arabia hold immense potential in having halophilic bacteria which can breakdown toxic compounds like DBT. In this study, we isolated two halophilic strains, 5S DBTA and 15S DBTB, at 5% and 15% w/v NaCl, respectively. 16S rRNA sequencing identifies the bacterial isolate 5S DBTA Parvibaculum sp,. and 15S DBTB as Modicisalibacter sp. Various experimental analyses were done to assess the growth profile of both isolates, using doubling time as the growth parameter. The average doubling time for 5S DBTA was 10.04 ± 0.35 hours. It showed optimum growth at 37°C and 5% NaCl w/v, the conditions under which it was isolated. On the other hand, 15S DBTB had a doubling time of 13.76 ± 0.24 hours. It showed optimum growth at 37°C to 45°C and 15% NaCl w/v, the conditions under which it was isolated. Although the growth slowed down outside its niche conditions, the cells were still viable, indicating slight thermotolerance and halotolerance under the conditions tested. The degradation percentage was quantified using GC-MS. It showed that 5S DBTA was successful in degrading 82% of DBT, significantly out-performing the other strain, 15S DBTB, which could only degrade 40% DBT. Hence, our objective of isolation and studying the growth parameters of native halophilic bacteria isolated from Saudi Arabian soils was successfully completed. This is the first known instance of isolating halophilic bacteria which can degrade DBT at salinity levels beyond 5% NaCl. Such bacteria hold great potential for bioremediation of DBT, a model PASH. They can help in developing a sustainable strategy for environmental restoration and remediation.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Chemistry Environmental General Research
Department:	College of Chemicals and Materials > Bioengineering
Thesis Advisor:	Alexis Nzila,
Thesis Committee Members:	Musa M. Musa, Shihab Uddin,
Depositing User:	RIDAA MARIYAM (g202213520)
Date Deposited:	01 Apr 2026 06:22
Last Modified:	01 Apr 2026 06:22
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/144109