Evaluación in vitro de la capacidad biorremediadora de hongos filamentosos sobre petróleo crudo

Claudia Cristina Bedoya Ciro, Luis Hernando Estupiñan B

Resumen


Objetivo. Evaluar la capacidad biorremediadora de algunas especies de hongos filamentosos en suelos contaminados con petróleo crudo. Métodos. Se aislaron 138 cepas a partir de 90 cultivos primarios en muestras de suelos obtenidas en los municipios de Yondó (Antioquia), Acacías (Meta) y Tumaco (Nariño), se identificaron las especies por medio de claves taxonómicas y la amplificación por PCR de la región ITS ubicándose en siete géneros de hongos filamentosos. Del total de las especies se escogieron tres para el experimento que fueron: Neosartorya sp. Cepa A/N-1, Aspergillus sp. Cepa Y/As-3 y Rhizomucor sp. Cepa 1A/R-1; se realizó la micorremediación con la técnica de Landfarming modificado al diseñarse un microcosmos con 50g de suelo contaminado con petróleo crudo °API de 21.6 a concentraciones de 20.000 ppm y 30.000ppm para cada una de las especies en un inóculo de 300 conidios/ml en agua destilada, ajustado en cámara de Neubauer y las tres especies en consorcio en suelo contaminado con petróleo crudo
°API de 21.6 a concentraciones de 40.000ppm, 60.000ppm, 80.000ppm y 100.000ppm con un inóculo de 300 conidios/ml. Se valoró el proceso por espectofotometría. Además se estableció las enzimas empleadas en la micorremediación y la citotoxicidad de las cepas empleadas. Resultado. La micorremediación realizada por las especies individuales fue en promedio entre 2 y 6 días y cuando se aplicaron las tres especies en consorcio se realizó en un promedio entre 6 y 10 días, la enzima empleada es peroxidasa y la citotoxicidad es negativa.


Palabras clave


Petróleo; contaminación ambiental; extremófilos; suelo; aplicación en el terreno.

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Referencias


Ruiz O, Brown L.; Striebich R.; Inteligente C.; Bowen L.; Lee J.; Little B.; Mueller S.; Gunasekera, T. (2016). Effect of conventional and alternative fuels in a bacterial marine environment and the importance of bioremediation. Journal of the American Chemical Society. 30 (1) 434-444.

Sawulski, P., Clipson, N., Doyle, E. (2014). Effects of polycyclic aromatic hydrocarbons on microbial community structure and PAH ring hydroxylating dioxygenase gene abundance in

soil. Biodegradation. 25. 6: 835-847.

Tian, W., Zhao, Y., Sun, H., Bai, J., Wang, Y., Wu, C. (2014). The effect of irrigation with oil-polluted water on microbial communities in estuarine reed rhizosphere soils. Ecological

Chemistry and Engineering. 70, 275-281.

Verma T, Baiswar V. (2013). Isolation and characterization of extracellular thermoalkaline protease producing Bacillus cereus isolated from tannery effluent. International Journal

Environmental Science. 2: 23-29

Vallejo, V., Salgado, L. Y Roldán, F. (2005). Evaluación de la bioestimulación en la biodegradación de TPHs en suelos contaminados con petróleo. Revista Colombiana de Biotecnología 2 (2): 67-78.

Siva, S.; Brett, R.; Tessa, M.; Vogeler, I.; Clothier, B.; Grant, L.; Northcot, T.; Mcnaughton, D. (2004). Bioremediation of soils contaminated with organic compounds. Disponible en: http: //www.regional.org.ou/au/asssi/supersoil2004/pdf/1455_sivakumaranspdf (Consultado el 7/07/2014)

Restrepo R. (2002). Derrame de hidrocarburos. Impacto en los ecosistemas tropicales. ECOPETROL Instituto Colombiano de Petróleo.

González C. (2011). Renta minera, petróleo y comunidades. INDEPAZ. Bogotá, D.C. Colombia.

ECOPETROL. (2015). Oleoductos en Colombia, disponible desde internet desde:http://www.ecopetrol.com.co/wps/portal/es/ecopetrol-web/nuestra-empresa/quienes-somos/lo-que-hacemos/transporte.

Benavides L.; Quintero G.; Guevara V.; Jaimes D. (2006). Bioremediación de suelos contaminados con hidrocarburos derivados del petróleo. Colombia. Nova. 4 (5):1-116

Shanidul I. Y Tanaka M. (2004). Impacts of pollution on coastal and marine ecosystems including coastal and marine fisheries approach for management: a review and synthesis. Marine Pollution Bulletin. 48: 624-649.

Wang X.; Wang X.; Liu M.; Bu Y.; Zhang J.; Chen J.; Zhao J. (2015). Adsorption–synergic biodegradation of diesel oil in synthetic seawater by acclimated strains immobilized on multifunctional materials. Marine Pollution Bulletin 92: (15)195–200.

Fuad A.; Mohamed M.; Sarfaraz H.; Ahmed E.; Al-Sabri. (2015). Biodegradation of diesel fuel hydrocarbons by mangrove fungi from Red Sea Coast of Saudi Arabia Department of Botany & Microbiology, Faculty of Science, King Saud University, Riyadh 11451. Saudi Arabia.

Agrios G. (2005). Plant pathology. Elsevier Academic Press. Fifth edition. Amsterdam. 948 p.

Schmidt, W. (2000). Suelos contaminados con hidrocarburos: la biorremediación como una solución ecológicamente compatible. Cooperación Técnica Alemana. (GTZ) Disponible en

internet en: www.gtz.org.mx/sitios_contam/articulos/biorremed_Mexz.pdf. (con acceso el 30/10/2012)

Garcia E.; Zavala J.; Palma D. (2006). Caracterización de las comunidades vegetales en un área afectada por el derrame de hidrocarburos. Terra latinoamericana. Universidad Autónoma

de Chapingo. México. 21 (1): 17-26.

Ugochukwu, C. 2015. Biodegradation of crude oil saturated fraction supported on clays. Universidad de California. Biodegradation. Fialips. Vol. 25 1:153-165.

Biswas B.; Sarkar B.; Mandal A.; Naidu R. (2015). Heavy metal-immobilizing organ clay facilitates polycyclic aromatic hydrocarbon biodegradation in mixed-contaminated soil. Journal of Hazardous Materials, 298: 129-137.

Castillo C.; Abuelo A.; Hernández J. (2016). El desafío de la metanogénesis en bovinos. Departamento de patología animal. Universidad de Santiago de Compostela. School of animal & Veterinaria Science. Charles start University Australia.

Montoya S.; Sanchez O.; Levin L. (2014). “Mathematical Modeling of Lignocellulolytic Enzyme Production from Three Species of White Rot Fungi by Solid-State Fermentation” Advances In Computational Biology Proceedings. Springer International Publishing Switzerand. 371 – 377.

Martínez M.; Ruiz-Dueñas F.; Guillén F.; Martínez, A. (1996). Purification and catalytic properties of two manganese-peroxidase isoenzymes from Pleorotus eryngii. European Journal of Biochemistry.237: 424-432.

Tortella G, Duran N, Rubilar O, Parada M, Diez M.C. (2015).Are witerot fungi a real biotechnological option for the improvement of environmental health? Critical reviews in biotechnology. 35 (2) 165-172.

Bolívar F. (2002). Biotecnología moderna para el desarrollo de México en el siglo XXI. Retos y oportunidades. CONACYT y Fondo de Cultura Económica. 187-207.

Quintero R. (1981). Ingeniería Bioquímica: Teoría y Aplicaciones. Alambra Mexicana. México.15-17.

Lema R.; Roca B. (1998). Biorreactores no convencionales. En Ingeniería Bioquímica, Editorial Síntesis. 189-214.

Sagardoy M.; Mandolesi M. (2004). Biología del suelo guía de estudio. Editorial de la Universidad Nacional del Sur. Ediuns 2 ed. Argentina.

Urrea E, Garcia-Romero I, Aranda E. (2015). Potential of non-ligninolytic fungi in bioremediation of chlorinated and polycyclic aromatic hydrocarbons. New Biotecnology. 33(6)

-628.

Mohsenzadeh F, Chehregani R, Akbari M. (2012). Evaluation of oil removal efficiency and enzymatic activity in some fungal strains for bioremediation of petroleum-polluted soils Iran.

Journal Environmental Health Science Engineering. 9: 26.

Passarini M.; Rodríguez M.; Da Silva M.; Siete L. (2011). Marine derived filamentous fungi and their potential application for polycyclic aromatic hydrocarbon bioremediation. Marine

pollution Bulletin 62: (2)364-370.

Mohan S.; Srivastava T. (2010). Microbial deterioration and degradation of polymeric materials. Journal Biochemistry Technology. 2: 210–215.

Majcherczyk A, Johannes C, Huttermann A. (1998). Oxidation of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) by lacasse of trametes versicolor: Enzyme and Microbial Technology-Journal 22: 335-341.

Silva G, Holdt Sl, Birkeland Mj, Angelidaki I. (2015). Commercial cultivation and bioremediation potential of sugar kelp, Saccharina latissima, in Danish waters. Journal of Applied Phycology. 27(5):1963-1973.

Ruberto L.; Vazquez S.; Dias R.; Hernández E.; Coria S.; Levin G.; Lo Balbo A.; Mac Cormack W. (2010). Small-scale studies toward a rational use of bioaugmentation in an Antarctic hydrocarbon-contaminated soil. Antarctic Science. 22 (5):463-469.

Lin, T ; Panb, P. ; Cheng, S. (2010). Ex situ bioremediation of oil-contaminated soil. Journal of Hazardous Materials. 176:27–34.

Crawford J.; Traina S.; Touvinen O. (2000). Bacterial degradation of atrazine in redox potential gradients in fixed-film sand columns. Soil Science Society of America Journal 64(2):

-634.

Boyd D.; Sharma R.; Allen C. (2001). Dioxigenasas aromáticas: biocatálisis molecular y aplicaciones. Current Opinion in Biotechnology. 12 (6): 564-573.

Bühler B.; Schimd A.; Hauer B.; Witholt B. (2000). Xylene monooxygenase catalyzes the multistep oxygenation of toluene and pseudocumene to corresponding alcohols, aldehydes,

and acids in Escherichia coli JM101. Journal of Biological Chemistry. 275 (14): 10085-10092.

Pallarez M, (2015). Tipos de suelos y formas de tratarlos a favor de la ganadería. noviembre 9 de 2015. Revista Contexto ganadero. FEDEGAN. Bogotá. Revisado el 20 de enero de 2016.Tomado de: http://contextoganadero.com/reportaje/revisada-tipos-de-suelos-y-formas-de-tratarlos-favor-de-la-ganaderia.

IDEAM (2015). Promedio de la temperatura disponible desde internet desde: http://www.ideam.gov.co/web/tiempo-y-clima/seguimiento-tiempo.

FEDEGAN. (2015). Tipos de suelos y formas de tratarlos a favor de la ganadería publicado noviembre 9 de 2015. Revista Contexto ganadero. FEDEGAN. Bogotá.

Burlange R.; Atlas R.; Stahl D.; Geesey G.; Sayler G. (1998). Techniques in Microbial Ecology Ox Ford University Press. 239-242.

Ferraris G. (2000). Muestreo y análisis de suelos. Facultad de Agronomía Universidad de Buenos Aires Argentina. Disponible desde internet en: http://www.elsitioagricola.com/articulos/ferraris/Muestreo%20y%20Analisis%20de%2. (Con

acceso el 24/04/ 2014).

Norma Tecnica Colombiana 4113-6. (1997). Gestión ambiental. Calidad de suelo. Muestreo. Guía para la recolección, manejo y almacenamiento de suelo para la evaluación de procesos

microbiológicos aeróbicos en el laboratorio.

Valencia, H. (1979). La microbiología del suelo y sus perspectivas. Departamento de biología Universidad Nacional de Colombia. Boletín informativo 1:1-18.

Alexopoulos C.; Mims C.; Blackwell M. (1996). Introductory mycology. Cuarta edición. Jhohan Wiley & Sons. Nueva York. 829 p.

Barnett H.; Hunter B. (1972). IIustrated Genera of Imperfect Fungi. Tercera edición. Minnesota; Burgess Publishing Company. +bound PAHs in fiel-contaminated sediment. Water

Research: 1-13.

Arenas R. (2003). Micología Médica Ilustrada. Segunda edición. McGraw Hill. México. D.F. 352p.

Fernández L.; Rojas N.; Roldán T.; Ramírez M.; Zegarra H.; Uribe R.; Reyes R.; Flores D.; Arce M. (2006). Manual de técnicas de análisis de suelos aplicadas a la remediación de sitios

contaminados. Instituto Mexicano del Petróleo Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales. Instituto Nacional de Ecología. México.179p

Gómez M.; Vivas L.; Ruiz R.; Reyes V.; Hurtado C. (2006). Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras. INVEMAR. Colombia. 33p.

ASTM D-4006. (2012). Standard Test Method for Water in Crude Oil by Distillation. U.S.A.

ASTM D-4007. (2011). Standard Test Method for Water and Sediment in Crude Oil by the Centrifuge Method. U.S.A.

U.S.E.P.A 3500B. (1996). Organic extraction and sample preparation 5W 84 E test methods for evaluating solid waste; physical/ chemical methods.

U.S.E.P.A. (1991). Understing Biorremediation A guile forcitizens. Enviromental Protection Agency U.S.A. 185.

U.E.S.P.A. (1999). Use of monitored natural attenuation at superfund (USEPA) RCRA corrective action and underground storage tank sites. OSWER Directive Washington,

DC. N° 920p.4-17.

Schwab A, Su J, Wetzel S, Pekorek S, Banks M. (1999). Extraction of petroleum hydrocarbons from soil by mechanical shaking. Environmental Science & Technology. 33 (11):1940- 1945.

Arce O.; Rodríguez V.; Rojas A. (2004). Identification of recalcitrant hydrocarbons present in a drilling waste-polluted soil. Journal Environ Science & Health Port A. 39 (6) 1535-1545.

ASTM - D96 (1988). Water and Sediment in Crude Oil by Centrifuge Method. U.S.A.

ASTM - F1693. (1996). Standard Guide for Consideration of Bioremediation as an Oil Spill Response Method on Land. U.S.A.

Cañedo V.; Ames T. (2004). Manual de laboratorio para el manejo de hongos entomopatógenos. Centro Internacional de la papa. Perú. 51p.

Speighl J. (2004). Petroleum asphaltenes P1 asphaltenes, resins and the structure Of petroleum- Oil and Gas Science and Tecnology – Rev IFP, (59):5 467 – 477.

Mendiburu F (2015). agricolae: Statistical Procedures for Agricultural Research. R package version 1.2-3.Disponible en: https://CRAN.R-project.org/package=agricolae.

R Core Team. (2016). Language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. Disponible en: URL https://www.R-project.org.

Himmelblau D. (1973). Principios y cálculos básicos de la ingeniería química. Editorial Continental. México. 23-25.

Rojas, V.; Salazar, A.; Arévalo, N. (2005). Biotransformación del colorante RBBR mediante el uso de dos hongos de pudrición blanca. Revista de la Sociedad de Química de México. Sociedad Química de México. 49(4) p. 179.

Leon, V. (1998). “Nuevos enfoques sobre la visión molecular de un crudo pesado”. Visión Tecnológica, 5 (2): 131-138.

Peramanu S., Pruden B.; Rahimi P. (1999). “Molecular weight and specific gravity distributions for athabasca and cold lake bitumen and their saturate, aromatic, resin, and asphaltene fractions”. Ind. Eng. Chem Res., 38 (8): 3121-3130.

Frost K.A., Daussin R.; Van Domelen, M. (2008). New, Highly Effective Asphaltene Removal System with Favorable HSE Characteristics. Halliburton. Society of Petroleum Engineers

(SPE) 112420.

Muñoz D.; Guerrero N. (2013). Allium test para evaluar el efecto citotóxico y genotóxico de extractos naturales en células meristemáticas de Allium cepa. Memorias. (19) 11: 83-86.

Louisiana Department of Natural Resources. (1999). Protocolo de Louisiana 29B. Louisiana. EE.UU.

Godoy P.; Reina R.; Calderón A.; Wittich R.; García I.; Aranda E. (2016). Exploring the potential of fungi isolated from PAH-polluted soil as a source of xenobiotics-degrading fungi.

Environmental science and pollution research international.

Chosson P.; Lanau C ; Connan J. ; Dessort D. (1991). Biodegradation of refractory hydrocarbon biomarkers from petroleum under laboratory conditions. Nature 351: 640-642.

Radwan S.; Sorkhoh N.; Fardoun F.; Hasan R. (1995). Soil management enhancing hydrocarbon biodegradation in the polluted Kuwaiti desert. Applied Microbiology Biotechnoly

: 265-270.

Hashem A. (1995). Soil analyses and mycroflora of the Jubail Industrial City in Saudi Arabia. Journal University Kuwait Science 22: 231-237.

Colombo J., Cabello M., Arambarri A. 1996. Biodegradation of aliphatic and aromatics hydrocarbons by natural soil microflora and pure cultures of imperfect and lignolitic fungi.

Environmental Pollution 94: 355-362.

Naranjo L.; Urbina H.; De Sisto A.; Leon V. (2007). Isolation of autochthonous non-white rot fungi with potential for enzymatic upgrading of Venezuelan extra-heavy crude oil. Biocatalysis

and Biotransformation 25: 1-9.

Nkwelang G.; Kamga H.; Nkeg G.; Antai S. (2008). Studies on the diversity abundance and succession of hydrocarbon utilizing microorganisms in tropical soil polluted with oily sludge.

African Journal Biotechnology 7(8):1075-1080.

Al-Nasrawi H. (2012). Biodegradation of crude oil by fungi isolated from Gulf of Mexico. Journal Bioremediation of Biodegradation 3:147.

Hasan I. (2014). Biodegradation of kerosene by Aspergillus niger and Rhizopus stolonifer. Appled. Environmental Microbiology. 2: 31–36.

Ali M.; Khalil M.; Abd El-Ghany. (2012). Biodegradation of some polycyclic aromatic hydrocarbons by Aspergillus terreus. African Journal Microbiology. 6: 3783–3790.

Chaillan F.; Le F.; Fleche A.; Bury E. (2004). Identification and biodegradation potential of tropical aerobic hydrocarbon degrading microorganisms. Research. Microbiology, 155: 587–595.

Aranda E. (2016). Promising approaches towards biotransformation of policyclic aromatic hydrocarbons with Ascomycota fungi. Current Opinion in Biotechnology 38:1-8.

Pernía B.; Demey J.; Inojosa.; Naranjo-Briceño, L. (2012). Biodiversidad y potencial hidrocarbonoclástico de hongos aislados de petróleo crudo y sus derivados. Revista Latinoamericana de Biotecnología Ambiental. 3(1):1-39.

Uribe C, Ayala M, Perezgasga L, Naranjo L, Urbina H, Vazquez- Duhalt, R. (2011). First evidence of mineralization of petroleum asphaltenes by a strain of Neosartorya fischeri .Microbial Biotechnology. (4) 5: 663-672.

Hernández E.; Ramírez S.; Vazquez R. (2015). Microarray analysis of Neosartorya fischeri using different carbon sources, petroleum asphaltenes and glucose-peptone. Genomics Data.

: 235–237.

Ke L.; Kun M.; Xia P.; Rui M.; Peilong Y.; Huoqing H.; Bin Y.; Xiaoyun S. (2015). Two thermophilic fungal pectinases from Neosartorya fischeri P1: Gene cloning, expression, and

biochemical characterization. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic.118: 70–78.

Yuan, L., Loqué, D., Ye, F., Frommer, W.B.,Von Wirén, N. (2007). Nitrogen-dependent posttranscriptional regulation of the ammonium transporter AtAMT1. Journal of Plant Physiology. 143: 732–744.

Sarkar D.; Ferguson M.; Datta R.; Birnbaum S. (2005). Bioremediation of petroleum hydrocarbons in contaminated soils: comparison of biosolids addition, carbon supplementation, and monitored natural attenuation. Environmental Pollution (136)1:187-95.

Vasconcelos U., Oliveira F.; De França F. (2011). Removal of high-molecular weight polycyclic aromatic hydrocarbons. Química. Nova 34: 218-221.

Taewoo Yi, Eun-Hee Lee, Hyerim Park Y Kyung-Suk Cho. (2011). Biodegradación de hidrocarburos de petróleo por Neosartorya sp. BL4. Journal Of Environmental Science And

Health. 46: 14.

Pinilla B Gladys, Chavarro P Bibiana, Moreno A Natalia, Navarrete O Jeannette, Muñoz M Liliana. Determinación de los genes, 16S ADNr, polA, y TpN47, en la detección de Treponema

pallidum subsp. pallidum para el diagnóstico de sífilis congénita. Nova. 2015; 13( 24 ): 17-25.

Corrales Lucia Constanza, Antolinez Romero Diana Marcela, Bohórquez Macías Johanna Azucena, Corredor Vargas Aura Marcela. Bacterias anaerobias: procesos que realizan y contribuyen a la sostenibilidad de la vida en el planeta. Nova. 2015; 13( 24 ): 55-81.

González Yuri Lilian. Evaluación de la percepción del riesgo ocupacional en trabajadores de una empresa del sector de la construcción en Bogotá D.C. Nova. 2015; 13( 23 ): 93-107.

Carrero Sandra Helena Suescún, HerediaMontoya Dina Paola, Bolaños Yoryany Mulato, Medellín Martín Orlando Pulido. Seroprevalencia de infección por Leptospira y factores de

riesgo en estudiantes de una universidad de Colombia. Nova. 2017; 15( 27 ): 131-138.

Jia H.; Qu L.; Wang Q. (2013). Selection of crude oil-degrading filamentous fungi and their degradation properties. Microorganisms in Environmental Management. 589-606.

Maddela N.; Masabanda M.; Leiva M. (2015). Novel diesel oil degrading bacteria and fungi from the Ecuadorian Amazon rainforest. Water Science and Technology. (71) 10: 1554-1561.

Benyahia F.; Embaby A. (2016). Bioremediation of crude oil contaminated desert soil: Effect of biostimulation, bioaugmentation and bioauailability in biopile. Treatment systems. International Journal Environmental Reseach and Public Health. 13(2):2-19.

Manli W.; Wrren A Dick.; Wei L.; Xiaochang W.; Quian Y.; Tingting W.; Limei X.; Minghui Z.; Liming Ch. (2016). Bioaugmentation and biostimulation of hydrocarbon degradation and the microbial community in a petroleum contamined soil. International Biodeterioration & Biodegradation. 107: 158-164.

Johnsen, A.; Schmidt, S.; Hybholt, T.; Henriksen, S.; Jacobsen, C.; Andersen, O. (2007). Applied and Environmental Microbiology. 73:1474-1480.

Deshmukh R.; Khardenavis A.; Purohit J. (2016). Diverse Metabolic Capacities of Fungi for Bioremediation. Indian Journal of Microbiology. (56)3: 247-264.

Mohsenzadeh F.; Shirkhani Z. (2016). Removing of Crude Oil from Polluted Areas Using the Isolated Fungi from Tehran Oil Refinery. Soil and Sediment Contamination. (25) 5:536-551.

Naranjo Flórez Ricardo Andrés. Avances y perspectivas en Síndrome de Asperger. Nova. 2014; 12( 21 ): 81-101.

Zuluaga Martha, Robledo Sebastian, Osorio-Zuluaga German A, Yathe Laura, Gonzalez Diana, Taborda Gonzalo. Metabolomics and pesticides: systematic literature review using graph theory for analysis of references. Nova. 2016; 14( 25 ): 121-138.

Ávila de Navia Sara Lilia, Estupiñán-Torres Sandra Mónica, Díaz González Liliana. Calidad bacteriológica del agua Vereda El Charco, San Miguel de Sema, Boyacá- Colombia. Nova.

; 14( 25 ): 139-145.




DOI: https://doi.org/10.22490/24629448.2834

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