Efecto de los metabolitos de las raíces de Avena sativa, Medicago sativa, Brachiaria decumbens y Brassica juncea en la degradación de PCBs
DOI:
https://doi.org/10.17533/udea.acbi.v39n107a01Palabras clave:
PCB, rizoremediación, fitoremediación, microorganismos del suelo, residuo peligrosoResumen
Este trabajo evaluó el efecto de los compuestos liberados durante la renovación de raíces de cuatro plantas: Avena sativa, Brachiaria decumbens, Brassica juncea y Medicago sativa, en la degradación de seis congéneres de bifenilos policlorados (PCBs) en un suelo contaminado con Aroclor 1260. Los ensayos se realizaron en microcosmos con 20 g de suelo a los cuales se les adicionaron triturados de raíces de las plantas cultivadas en suelo contaminado con PCBs y se usaron como controles: suelo con bifenil y con ácido salicílico y suelo sin adiciones. Los microcosmos se incubaron durante 45 días en condiciones controladas. Al finalizar la incubación se tomaron muestras para la determinación de la concentración de los PCB 44, PCB66, PCB118, PCB138, PCB153, PCB180 y PCB170, del gen BphA1 y determinación de la hidrólisis de fluoresceína. También se analizaron los extractos obtenidos de la raíz para identificar metabolitos secundarios. En los microcosmos con Brassica juncea y con bifenil se observó disminución de la concentración de los PCB66, 118 y 138. Así mismo, en estos microcosmos se observó mayor concentración del gen BphA1 y de fluoresceína. Los análisis de los extractos de raíz permitieron identificar diferentes metabolitos secundarios asociados con las plantas, siendo los extractos de la planta Brassica juncea donde se detectó mayor número de metabolitos. Los resultados permitieron comprobar el efecto de los compuestos liberados por las raíces de ciertas plantas sobre las poblaciones microbianas del suelo con capacidad de degradar PCBs.
Descargas
Citas
Adam G, Duncan H. 2001. Development of a sensitive and rapid method for the measurement of total microbial activity using fluorescein diacetate (FDA) in a range of soils. Soil Biology and Biochemistry, 33 (7-8): 943-951.
Borja J, Taleon DM, Auresenia J, Gallardo S. 2005. Polychlorinated Biphenyls and their Biodegradation. Process Biochemistry, 40 (6): 1999-2013.
Dardanelli M, Córdoba F, Estévez J, Contreras R, Cubo M, Carvajal MA, Serrano A, López F, Bellogín R, Manyani H, Ollero FJ, Megías M. 2012. Changes in flavonoids secreted by Phaseolus vulgaris roots in the presence of salt and the plant growth promoting rhizobacterium Chryseobacterium balustinum. Applied Soil Ecology, 57: 31–35.
Erickson M, Kaley R. 2010. Applications of polychlorinated biphenyls. Environmental Science and Pollution Research, 18 (2): 135-151.
Ficko S, Rutter A, Zeeb B. 2011. Effect of pumpkin root exudates on ex situ polychlorinated biphenyl (PCB) phytoextraction by pumpkin and weed species. Environmental Science and Pollution Research, 18 (9): 1536–1543.
Fiedler H, Abad E, Van Bavel B, De Boer J, Bogdal, C, Malisch R. 2013. The need for capacity building and first results for the Stockholm Convention Global Monitoring Plan. TrAC Trends in Analytical Chemistry, 46: 72-84.
Furukawa K, Fujihara H. 2008. Microbial degradation of polychlorinated biphenyls: Biochemical and molecular features. Journal of Bioscience and Bioengineering, 105 (5): 433–449.
Gomes H, Dias-Ferreira C, Ribeiro A. 2013. Overview of in situ and ex situ remediation technologies for PCB contaminated soils and sediments and obstacles for full scale application. Science of The Total Environment, 445-446: 237-260; DOI: 10.1016/j.scitotenv.2012.11.098.
IGAC. Instituto Geográfico Agustín Codazzi. Departamento Administrativo Nacional de Estadística. (2006). Métodos analíticos del laboratorio de suelos.
Leigh MB, Prouzová P, Macková M, Macek T, Nagle DP, Fletcher JS. 2006. Polychlorinated Biphenyl (PCB)-Degrading Bacteria Associated with Trees in a PCB-Contaminated Site. Applied and Environmental Microbiology, 72 (4): 2331- 2342.
Leigh M, Fletcher J, Fu X, Schmitz F. 2002. Root Turnover: An Important Source of Microbial Substrates in Rhizosphere Remediation of Recalcitrant Contaminants. Environmental Science & Technology, 36 (7): 1579-1583.
Li Y, Liang F, Zhu Y, Wang F. 2013. Phytoremediation of a PCB contaminated soil by alfalfa and tall fescue single and mixed plants cultivation. Journal of Soils and Sediments, 13 (5): 925–931.
Narasimhan K, Basheer C, Bajic VB, Swarup S. 2003. Enhancement of plant–microbe interactions using a rhizosphere metabolomics driven approach and its application in the removal of polychlorinated biphenyls. Plant Physiology, 132 (1):146–153.
Passatore L, Rossetti S, Juwarkar A, Massacci A. 2014. Phytoremediation and bioremediation of polychlorinated biphenyls (PCBs): State of knowledge and research perspectives. Journal of Hazardous Materials, 278 :189-202.
Pereira RC, Camps-Arbestain M, Garrido BR, Macías F, Monterroso C. 2006. Behaviour of alpha-, beta-, gamma-, and delta hexachlorocyclohexane in the soil-plant system of a contaminated site. Environmental Pollution, 144 (1): 210–217.
Pham T, Tu Y, Sylvestre M. 2012. Remarkable abilities of Pandoraea pnomenusa B356 biphenyl dioxygenase to metabolize simple flavonoids. Applied and Environmental Microbiology, 78 (10): 35-60.
R Development Core Team. 2012. R: A language and environment for statistical computing [Internet]. Vienna, Austria: R Foundation for Statistical Computing. Fecha de acceso: 2 de marzo 2015. Disponible en: <https://www.r-project.org/>.
Toussaint J, Pham T, Barriault D, Sylvestre M. 2012. Plant exudates promote PCB degradation by a rhodococcal rhizobacteria, Applied Microbiology and Biotechnology, 95 (6): 1589-1603.
Toyama T, Sei K, Yu N, Kumada H, Inoue D, Hoang H, Soda S, Chang Y, Kikuchi S, Fujita M., Ike M. 2009. Enrichment of bacteria possessing catechol dioxygenase genes in the rhizosphere of S pirodela polyrrhiza: a mechanism of accelerated biodegradation of phenol. Water Research, 43 (15): 3765-3776.
Singer AC, Thompson IP, Bailey MJ. 2004. The tritrophic trinity: a source of pollutant- degrading enzymes and its implications for phytoremediation. Current Opinion in Microbiology, 7 (3): 239–244.
Slater H, Gouin T, Leigh M. 2011. Assessing the potential for rhizoremediation of PCB contaminated soils in northern regions using native tree species. Chemosphere, 84 (2): 199–206.
Uhlik O, Musilova L, Ridl J, Hroudova M, Vlcek C, Koubek, J, Holeckova M, Mackova M, Macek T. 2013. Plant secondary metabolite induced shifts in bacterial community structure and degradative ability in contaminated soil. Applied Microbiology and Biotechnology, 97 (20): 9245-9256.
US-EPA. 2007. Method 8082A (SW-846): Polychlorinated Biphenyls (PCBs) by Gas Chromatography. United States Environmental Protection Agency. Revision 1.
Van Aken B, Correa PA, Schnoor JL. 2010. Phytoremediation of polychlorinated biphenyls: new trends and promises. Environmental Science & Technology, 44 (8): 2767–2776.
Vasilyeva GK, Strijakova ER. 2007. Bioremediation of soils and sediments contaminated by polychlorinated biphenyls. Microbiology, 76 (6): 639–653.
Wenzel W. 2009. Rhizosphere processes and management in plant-assisted bioremediation (phytoremediation) of soils. Plant and Soil, 321(1-2): 385-408.
Xu L, Teng Y, Li Z, Norton J, Luo Y. 2010. Enhanced removal of polychlorinated biphenyls from alfalfa rhizosphere soil in a field study: The impact of a rhizobial inoculum. Science of The Total Environment, 408 (5): 1007-1013.
Yanzheng G, Ren L, Wanting L, Shuaishuai G, Bingqing S, Yi Z. 2010. Desorption of phenanthrene and pyrene in soils by root exudates. Bioresource Technology, 101 (4): 1159–1165.
Yi-Fan Li, Harner T, Liu L, Zhang Z, Ren N, Jia H, Ma J, Sverko E. 2010. Polychlorinated Biphenyls in Global Air and Surface Soil: Distributions, Air−Soil Exchange, and Fractionation Effect. Environmental Science and Technology, 44 (8): 2784-2790.
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2017 Actualidades Biológicas
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0.
Los autores autorizan de forma exclusiva, a la revista Actualidades Biológicas a editar y publicar el manuscrito sometido en caso de ser recomendada y aceptada su publicación, sin que esto represente costo alguno para la Revista o para la Universidad de Antioquia.
Todas las ideas y opiniones contenidas en los artículos son de entera responsabilidad de los autores. El contenido total de los números o suplementos de la revista, está protegido bajo Licencia Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional, por lo que no pueden ser empleados para usos comerciales, pero sí para fines educativos. Sin embargo, por favor, mencionar como fuente a la revista Actualidades Biológicas y enviar una copia de la publicación en que fue reproducido el contenido.
