Isolation and characterization of hydrocarbon-degrading bacteria from gas station leaking-contaminated groundwater in the Southern Amazon, Brazil / Isolamento e caracterização de bactérias degradadoras de hidrocarbonetos de água subterrânea contaminada por vazamentos em posto de combustível no sul da Amazônia, Brasil

Twenty-three hydrocarbon-degrading bacteria strains were isolated from gas station leaking-contaminated groundwater located in the Southern Amazon, Brazil. Based on hydrocarbon (diesel, hexadecane, benzene, toluene and xylene) degradation ability, two strains were selected for further study. The amplification and sequencing of the 16S rRNA gene showed that these two strains belonged to the genus Bacillus (Bacillus sp. L26 and Bacillus sp. L30). GC-MS analysis showed that strain L30 was the most effective in degrading n-alkane (C10-C27) from diesel after 7 days of cultivation in mineral medium. Both strains produced biosurfactants and showed emulsification activity, specially the strain L30. Alkane hydroxylase gene (group III), which is important for alkane biodegradation, was present in strains. As a result, this study indicated that these bacteria could have promising applications in hydrocarbon bioremediation.(AU)

Vinte e três linhagens bacterianas degradadoras de hidrocarbonetos foram isoladas de água subterrânea contaminada por vazamento em posto de combustível no sul da Amazônia, Brasil. Com base na habilidade de degradar hidrocarbonetos (diesel, hexadecano, benzeno, tolueno e xileno), duas linhagens foram selecionadas para estudos posteriores. A amplificação e sequenciamento do gene 16S rRNA demonstrou que essas linhagens pertencem ao gênero Bacillus (Bacillus sp. L26 and Bacillus sp. L30). Análises de GC-MS mostraram que a linhagem L30 foi mais eficiente em degradar n-alcanos (C10-C27) presentes no diesel, após 7 dias de cultivo em meio mineral. Ambas as linhagens produziram biossurfactantes e apresentaram atividade emulsificante, especialmente a linhagem L30. O gene alcano hidroxilase (grupo III), o qual é importante para degradação de alcanos, foram detectados nas linhagens. Como resultado, este estudo indicou que essas linhagens bacterianas podem ser promissoras se aplicadas em processos de biorremediação.(AU)

Isolation and characterization of hydrocarbon-degrading bacteria from gas station leaking-contaminated groundwater in the Southern Amazon, Brazil

Abstract Twenty-three hydrocarbon-degrading bacteria strains were isolated from gas station leaking-contaminated groundwater located in the Southern Amazon, Brazil. Based on hydrocarbon (diesel, hexadecane, benzene, toluene and xylene) degradation ability, two strains were selected for further study. The amplification and sequencing of the 16S rRNA gene showed that these two strains belonged to the genus Bacillus (Bacillus sp. L26 and Bacillus sp. L30). GC-MS analysis showed that strain L30 was the most effective in degrading n-alkane (C10-C27) from diesel after 7 days of cultivation in mineral medium. Both strains produced biosurfactants and showed emulsification activity, specially the strain L30. Alkane hydroxylase gene (group III), which is important for alkane biodegradation, was present in strains. As a result, this study indicated that these bacteria could have promising applications in hydrocarbon bioremediation.

Resumo Vinte e três linhagens bacterianas degradadoras de hidrocarbonetos foram isoladas de água subterrânea contaminada por vazamento em posto de combustível no sul da Amazônia, Brasil. Com base na habilidade de degradar hidrocarbonetos (diesel, hexadecano, benzeno, tolueno e xileno), duas linhagens foram selecionadas para estudos posteriores. A amplificação e sequenciamento do gene 16S rRNA demonstrou que essas linhagens pertencem ao gênero Bacillus (Bacillus sp. L26 and Bacillus sp. L30). Análises de GC-MS mostraram que a linhagem L30 foi mais eficiente em degradar n-alcanos (C10-C27) presentes no diesel, após 7 dias de cultivo em meio mineral. Ambas as linhagens produziram biossurfactantes e apresentaram atividade emulsificante, especialmente a linhagem L30. O gene alcano hidroxilase (grupo III), o qual é importante para degradação de alcanos, foram detectados nas linhagens. Como resultado, este estudo indicou que essas linhagens bacterianas podem ser promissoras se aplicadas em processos de biorremediação.

Isolation and characterization of hydrocarbon-degrading bacteria from gas station leaking-contaminated groundwater in the Southern Amazon, Brazil

Abstract Twenty-three hydrocarbon-degrading bacteria strains were isolated from gas station leaking-contaminated groundwater located in the Southern Amazon, Brazil. Based on hydrocarbon (diesel, hexadecane, benzene, toluene and xylene) degradation ability, two strains were selected for further study. The amplification and sequencing of the 16S rRNA gene showed that these two strains belonged to the genus Bacillus (Bacillus sp. L26 and Bacillus sp. L30). GC-MS analysis showed that strain L30 was the most effective in degrading n-alkane (C10-C27) from diesel after 7 days of cultivation in mineral medium. Both strains produced biosurfactants and showed emulsification activity, specially the strain L30. Alkane hydroxylase gene (group III), which is important for alkane biodegradation, was present in strains. As a result, this study indicated that these bacteria could have promising applications in hydrocarbon bioremediation.

Resumo Vinte e três linhagens bacterianas degradadoras de hidrocarbonetos foram isoladas de água subterrânea contaminada por vazamento em posto de combustível no sul da Amazônia, Brasil. Com base na habilidade de degradar hidrocarbonetos (diesel, hexadecano, benzeno, tolueno e xileno), duas linhagens foram selecionadas para estudos posteriores. A amplificação e sequenciamento do gene 16S rRNA demonstrou que essas linhagens pertencem ao gênero Bacillus (Bacillus sp. L26 and Bacillus sp. L30). Análises de GC-MS mostraram que a linhagem L30 foi mais eficiente em degradar n-alcanos (C10-C27) presentes no diesel, após 7 dias de cultivo em meio mineral. Ambas as linhagens produziram biossurfactantes e apresentaram atividade emulsificante, especialmente a linhagem L30. O gene alcano hidroxilase (grupo III), o qual é importante para degradação de alcanos, foram detectados nas linhagens. Como resultado, este estudo indicou que essas linhagens bacterianas podem ser promissoras se aplicadas em processos de biorremediação.

PRODUÇÃO DE BIOSSURFACTANTES POR BACTÉRIAS ISOLADAS DO SOLO, RIZOSFERA E ÁGUA DO MANGUEZAL DO RIO COCÓ (FORTALEZA CE)

Manguezais são ecossistemas costeiros tropicais e subtropicais, localizados em zonas estuarinas, importantes para a manutenção dos ciclos biogeoquímicos, reprodução de espécies marinhas e para a economia. Apesar disso, sofrem constantemente pressão ambiental, incluindo a contaminação por petróleo e derivados. O uso de biossurfactantes microbianos para descontaminação ambiental tem sido considerado uma alternativa mais sustentável. O objetivo da presente pesquisa foi coletar e caracterizar cepas bacterianas produtoras de biossurfactantes que emulsifiquem derivados de petróleo no Mangue do Rio Cocó, Fortaleza, Ceará. Foi realizada uma coleta no período chuvoso e outra no período seco em dois pontos no Rio Cocó, sendo um deles no Parque Ecológico do Cocó e outro na foz do rio. No total, foram coletadas 4 amostras de solo, 4 de água e 4 de plântulas de Laguncularia racemosa. As amostras coletadas foram homogeneizadas e uma fração foi acrescentada em Erlenmeyers contendo caldo Bushnell-Haas adicionado de querosene e gasolina e incubados em estufa a 30°C por períodos de 48 e 72 h. A partir do crescimento, visualizado pela turvação do meio, foram feitos inóculos sobre a superfície do meio ágar TSA, que foram incubadas em estufa a 35°C por 48 h e posteriormente as colônias crescidas foram selecionadas e isoladas. As cepas foram caracterizadas e a pureza das culturas foi verificada pela técnica de coloração de Gram. A capacidade de produção dos biossurfactantes foi detectada pelo teste do colapso da gota e o emulsificante detectado foi posteriormente avaliado pelos testes de volume e estabilidade de emulsificação e atividade emulsificante. Foram isoladas 58 cepas, sendo 50 delas Gram-negativas e 8 Gram-positivas, assim separadas de acordo com a origem: 21 de água, 21 de sedimento e 16 da rizosfera das plântulas. No total, 55 cepas (95%) tiveram resultados positivos no teste do colapso da gota. Todas as 10 cepas que apresentaram volume de emulsificação acima de 50% em 24 horas também apresentaram estabilidade acima de 50% até 168 horas. Cinco cepas apresentaram atividade emulsificante acima de 2,00 UAE, enquanto 29 cepas mostraram atividade entre 1,00 e 2,00 UAE. Conclui-se que é possível isolar bactérias produtoras de biossurfactantes do Mangue do Rio Cocó e que as cepas mais eficientes nos testes realizados foram isoladas do ponto localizado no Parque Ecológico do Cocó.

Mangroves are tropical and subtropical coastal ecosystems located in estuarine zones, important for the maintenance of biogeochemical cicles, marine fauna reproduction and the economy. However, these environments are under constant pressure, including contamination by oil and its derivatives threatens these environments. The use of microbial biosurfactants for environmental decontamination has been considered an eco-friendly alternative. The aim of this research was to collect and characterize biosurfactant-producing bacterial strains that emulsify oil products in Rio Cocó Mangrove, Fortaleza, Ceará. One collection in rainy season and other one in dry season were made in two points, one of them in Cocó Ecological Park and another one in the river mouth. A total, 4 soil samples, 4 water samples and 4 Laguncularia racemosa seedlings were collected. The samples were homogenized and a fraction was added in Erlemeyers containing Bushnell-Haas broth added with kerosene and gasoline and incubated at 30° C for periods of 48 and 72 h. Inocula were made on the surface of TSA agar medium, incubated at 35°C for 48 h and then colonies were selected and isolated. The strains were characterized and verified the purity of cultures by Gram staining technique. Biosurfactant production capacity was assessed by drop collapse test and the detected emulsion was after assessed by volume and stability emulsification tests and emulsifier activity test. A total, 58 strains were isolated, 50 are Gram-negative and 8 are Gram-positive, separated according the source: 21 from water, 21 from sediment and 16 from the rhizosphere of seedlings. A total of 55 strains (95%) had positive results in the drop collapse test. All 10 strains with emulsification volume above 50% in 24 hours also exhibited stability above 50% up to 168 hours. Five strains showed emulsifying activity above 2 UAE, while 29 strains showed activity between 1 and 2 UAE. We concluded that it is possible to isolate biosurfactant-producing bacteria from Rio Cocó mangrove and that the most efficient strains in the tests were isolated from the point located in the Cocó Ecological Park.