A biorremediação de hidrocarbonetos poluentes é vantajosa devido à relação custo-benefÃcio da tecnologia e da ubiqüidade dos microrganismos degradadores de hidrocarbonetos no solo. A diversidade microbiana do solo é afetada pela perturbação gerada por hidrocardonetos, ocasionando assim o enriquecimento seletivo dos microrganismos utilizadores destes hidrocarbonetos. Os hidrocarbonetos interagem com a matriz do solo e a microbiota, determinando o destino dos contaminantes em relação à sua natureza quÃmica e à capacidade de degradação da comunidade microbiana, respectivamente. A dinâmica bacteriana nos microcosmos contaminados por petróleo e submetidos à biorremediação foi investigada por um perÃodo de 42 dias. Quatro dos cinco microcosmos contendo solo não poluÃdo foram contaminados com 4% de petróleo. Três microcosmos contaminados por petróleo foram corrigidos com 25 g do fertilizante NPK, nitrato de amônia e cálcio e excrementos de aves, respectivamente; enquanto no quarto microcosmo contaminado por petróleo nada foi adicionado. O quinto microcosmo consistia apenas de solo puro (não contaminado por petróleo) e foi utilizado para a averiguação da estrutura da comunidade microbiana indÃgena do solo. Os solos bioestimulados foram periodicamente cultivados e irrigados. A degradação dos hidrocarbonetos foi quantificada por cromatografia gasosa durante todo o perÃodo experimental. O rastreamento por cromatografia gasosa dos hidorcarbonetos residuais nos solos bioestimulados indicaram significativa atenuação dos contaminantes a partir da segunda semana (dia 14) até a sexta semana (dia 42) após a contaminação, enquanto no solo controle contaminado por petróleo, nenhum pico significativo de redução de hidrocarbonetos foi verificado durante todo o perÃodo experimental. A caracterização molecular das comunidades bacterianas envolvidas na biodegradação aeróbia de hidrocarbonetos do petróleo nos solos bioestimulados e nos controles foi gerada pela técnica de DGGE, utilizando produtos de amplificação por PCR do gene 16S rRNA obtido pela extração do DNA total do solo. Os padrões obtidos pelo DGGE demonstraram que a bioestimulação causada pela fertilização com NPK, nitrato de amônio e cálcio, e excrementos de aves selecionaram populações bacterianas diferentes durante a fase ativa da degradação do petróleo. A análise do agrupamento de bandas do DGGE utilizando a média simples de correspondência de grupo revelou que a adição de nitrato de amônio e cálcio, e excrementos de aves aos solos formaram clados distintos, o que significa que estes tratamentos selecionaram populações caracterÃsticas de bactérias para cada tratamento, enquanto os solos tratados com NPK mostraram menor associação. A excisão, reamplificação e sequenciamento de bandas dominantes no DGGE nos solos bioestimulados revelaram a presença de distintos microrganismos degradadores de hidrocarbonetos, como o Corynebacterium spp., Dietzia spp., bactérias de baixo G+C Gram-positivas e alguns clones bacterianos não cultivados. Análises filogenéticas das sequências do gene 16S rRNA das comunidades bacterianas dominantes foram realizadas utilizando-se o método “neighbor joining†do programa PHYLIP. Dois clados distintos foram observados na árvore do agrupamento, membros do cluster Actinobacteria e Firmicutes, separadamente. Dados globais sugerem que bactérias Gram-positivas, especialmente membros de Actinobacteria podem ter um papel fundamental na biorremediação de solos poluÃdos por petróleo.
Bioremediation of hydrocarbon pollutants is advantageous owing to the cost-effectiveness of the technology and the ubiquity of hydrocarbon degrading microorganisms in the soil. Soil microbial diversity is affected by hydrocarbon perturbation thus selective enrichment of hydrocarbon utilizers occurs. Hydrocarbons interact with the soil matrix and soil microorganisms determining the fate of the contaminants relative to their chemical nature and microbial degradative capabilities respectively. Bacterial dynamics in crude oil-polluted soil microcosms undergoing bioremediation were investigated over a 42-day period. Four out of the five microcosms containing 4kg of pristine soil each were contaminated with 4% Arabian light crude oil. Three microcosms were amended with either 25g of NPK fertilizer, calcium ammonium nitrate or poultry droppings respectively while the fourth designated oil-contaminated control was unamended. The fifth microcosm had only pristine soil and was set up to ascertain indigenous bacterial community structure pre-contamination. Biostimulated soils were periodically tilled and watered. Hydrocarbon degradation was measured throughout the experimental period by gas chromatography. Gas chromatographic tracing of residual hydrocarbons in biostimulated soils showed marked attenuation of contaminants starting from the second (day 14) till the sixth (day 42) week after contamination whereas no significant reduction in hydrocarbon peaks was seen in the oil contaminated control soil throughout the 6-week experimental period. Molecular fingerprints of bacterial communities involved in aerobic biodegradation of crude oil hydrocarbons in biostimulated soils and controls were generated with DGGE using PCR-amplification of 16S rRNA gene obtained from extracted total soil community DNA. DGGE fingerprints demonstrated that NPK, calcium ammonium nitrate and poultry droppings selected different bacterial populations during the active phase of oil degradation. Cluster analysis of DGGE bands using simple matching group average setting revealed that poultry droppings-amended soils and calcium ammonium nitrate-amended soils formed distinct clades meaning that the treatment selected similar bacterial populations for each of the treatments whereas NPK soils showed less association. Excision, reamplification and sequencing of dominant DGGE bands in biostimulated soils revealed the presence of distinct hydrocarbon degraders like Corynebacterium spp., Dietzia spp., low G+C Gram positive bacteria and some uncultured bacterial clones. Phylogenetic analysis of the 16S rRNA gene sequences of these dominant bacterial communities was conducted using the neighbour joining method of PHYLIP. Two distinct clades appeared in the tree clustered members of the Actinobacteria and Firmicutes separately. The overall data suggested that Gram positive bacteria especially members of the Actinobacteria may have a key role in bioremediation of crude oil-polluted soil.
