Diversidad bacteriana en un biorreactor de lecho fluidificado durante el tratamiento de agua contaminada con nafta / Bacterial diversity in a fluidized bed bioreactor (FBR) treating gasoline-contaminated groundwater

RESUMEN

El objetivo principal de esta investigación fue determinar la diversidad bacteriana del proceso de biorremediación de agua contaminada con nafta en un biorreactor de lecho fluidificado en el Recinto Universitario de Mayagüez, de la Universidad de Puerto Rico. El aislamiento y la caracterización de las colonias bacterianas del sistema de biorremediación fueron realizados en medio R2A. Las pruebas morfológicas incluyeron la determinación de la morfología celular y de las colonias, y la reacción frente a la coloración de Gram. Las propiedades fisiológicas se determinaron usando el sistema Biolog® y sobre la base de la habilidad para desarrollar en medio mínimo con nafta como única fuente de carbono. La caracterización molecular se llevó a cabo por BOX-PCR y por análisis de secuencia del ADNr 16S mediante la técnica de ARDRA (amplified ribosomal DNA restriction analysis). De los 162 morfotipos de colonias aislados, 75% fueron bacilos gram-negativos, 19% bacilos gram-positivos, 5% cocos gram-negativos y 1% cocos gram-positivos. Según el análisis ARDRA, estos morfotipos se distribuyeron en 90 grupos genéticos, de los cuales 53% incluyeron cepas con crecimiento en nafta. Las 86 cepas que crecieron en nafta presentaron 52 patrones de amplificación, los que a través de BOX-PCR se agruparon en 50 grupos metabólicamente no relacionados. El alto nivel de diversidad microbiana observado en el reactor permitió la remoción del contaminante y, al parecer, fue importante para la operación estable y eficiente del sistema.

ABSTRACT

The main objective of this research project was to determine the bacterial diversity during the process of bioremediation of water contaminated with gasoline in a fluidized bed reactor at Mayagüez, PR. Isolation and characterization of bacterial populations from the bioremediation system was performed on R2A medium. Morphological tests included cellular and colonial shape and reaction to Gram coloration. Physiological properties were determined by using carbon utilization profiles (Biolog®) and by the ability of axenic cultures to use gasoline as the sole carbon source. Molecular characterization was performed by BOX-PCR and 16S rDNA sequence analysis (ARDRA). From a total of 162 distinctive isolates, 75% were gram-negative bacilli, 19% gram-positive bacilli, 5% gram-negative cocci and 1% gram-positive cocci. The 162 axenic cultures corresponded to 90 different genetic groups; 53% of which included strains with growth in gasoline as sole carbon source. The 86 strains capable of growing in gasoline corresponded to 52 different amplification patterns in BOX-PCR; which were not metabolically related (Biolog® system). The high degree of microbial diversity in the FBR allowed efficient and stable hydrocarbon removal throughout the operation of the system.