Degradación de p-Nitrofenol por bacterias en los ríos Añasco y Guanajibo y la Quebrada de Oro (Puerto Rico)

Abstract

Biodegradation of p-nitrophenol and changes in bacterial communities during degradation process in water samples from the Añasco and Guanajibo rivers and Quebrada de Oro were determined. The degradation rate of p-nitrophenol was monitored spectrophotometrically. The numbers of p-nitrophenol degrading and heterotrophic bacteria were estimated by most probable number (MPN). Analysis of the changes of the bacterial communities during degradation of p-nitrophenol was done using Terminal Restriction Fragment Length Polymorphisms (T-RFLP) of gene 16S rDNA from Añasco River and Quebrada de Oro samples. In all sampling sites, pnitrophenol degradation was over 90%; however degradation was generally higher in Añasco and Guanajibo River but varied with each sampling month. For example, in Añasco in November the degradation was in 34.3 h, in February 48.3 h and in April 85.0 h. The variability could be due to the changes in environmental conditions as well as changes in PNP-degrading bacterial populations. The numbers of p-nitrophenol degrading bacteria were also higher in samples from Añasco and Guanajibo River, resulting in faster degradation. This could be due higher anthropogenic input of toxic chemicals at these sites; this may result in increased number of degrading bacteria. The T-RFLP analysis showed that the variations in the Añasco River and Quebrada Oro microbial community structures are greater in the communities exposed to pnitrophenol. It also showed that the change was more noticeable when the degradation reaches the 50%. This may be associated with an increase in the degrading bacterial populations. Sequence analysis of 16s rDNA from the isolated degrading bacteria showed close relationship with the genus Pseudomonas. This genus is characterized by organisms with wide metabolic diversity, and has been widely isolated from environment exposed to variety of toxic chemicals.

La degradación de p-nitrofenol fue estudiada en los ríos Añasco, Guanajibo y la Quebrada de Oro, así mismo se evaluó cambios en la estructura de la comunidad microbiana durante la degradación. La degradación de p-nitrofenol fue estimada utilizando espectrofometría. El número de bacterias heterótrofas y degradadoras de p- nitrofenol fue estimado utilizando la técnica de número más probable (NMP). Muestras del río Añasco y la Quebrada de Oro se utilizaron para estudiar los cambios en la estructura de la comunidad microbiana durante la degradación de p-nitrofenol mediante el empleo de la técnica polimorfismo de la longitud del fragmento terminal por restricción (T-RFLP) del gen 16S rADN. En todos los sitios de muestreo, la degradación de p-nitrofenol fue superior al 90%, sin embargo fue generalmente más rápida en los ríos Añasco y Guanajibo, pero vario entre épocas de muestreo. Por ejemplo en el Río Añasco en noviembre para la degradación se empleo 34.3 h, en febrero 48.3 h y en abril 85.0 h. Las variaciones pueden estar relacionados a cambios en condiciones ambientales así como cambios en las poblaciones de bacterias degradadoras de p-nitrofenol. El número de bacterias degradadoras de p-nitrofenol fue más alto en muestras de los ríos Añasco y Guanajibo lo cual se relacionó con una rápida degradación. Esto puede ser debido a una mayor actividad antropogénica y entrada de tóxicos en estos lugares, cuyo resultado es un incremento en el número de bacterias degradadoras. El análisis de T-RFLP mostró que las variaciones en la estructura de las comunidades del río Añasco y la Quebrada de Oro son mayores en las comunidades expuestas a p-nitrofenol y el cambio fue notorio cuando la degradación llega al 50% y se puede asociar con un incremento en las poblaciones degradadoras. El análisis de las secuencias del 16s del ADNr de las bacterias degradadoras aisladas mostraron estrecha similitud con el género Pseudomonas. Este género es caracterizado por ser metabólicamente diverso y ha sido ampliamente aislado de ambientes expuestos a una variedad de químicos tóxicos.