Metais em áreas portuárias e sua influência na dinâmica microbiana: da caracterização do problema à busca de soluções

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Zampieri, Bruna Del Busso
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Metais; Comunidade microbiana; Diversidade; Bactérias redutoras de sulfato; Biorremediação; Metals; Microbial community; Diversity; Sulfate reducing bacteria; Bioremediation
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/192376

Atividades portuárias são consideradas fontes de contaminação por metais, que em altas concentrações são tóxicos aos microrganismos, podendo mudar o tamanho, a composição e a atividade da comunidade microbiana. Essa pressão seletiva faz com que bactérias desenvolvam mecanismos para combater o estresse causado por eles. Diversos grupos de microrganismos que desenvolvem sistemas de tolerância a metais podem fazer sua biorremediação. Bactérias redutoras de sulfato (BRS) podem, devido ao seu metabolismo, precipitar metais facilitando sua remoção. A hipótese é que em áreas portuárias exista uma alteração na comunidade microbiana onde são favorecidos microrganismos resistentes, aumentando a chance do isolamento de bactérias resistentes com potencial biotecnológico. Portanto o objetivo dessa tese foi avaliar a influência da contaminação de metais na comunidade microbiana em áreas portuárias e na seleção de cepas resistentes, e isolar cepas de BRS com potencial biotecnológico. Para isso, foram coletados sedimentos de 2 áreas portuárias (Santos e São Sebastião) e uma área pristina (Ubatuba). Foram caracterizadas variáveis ambientais do sedimento (como pH, salinidade, temperatura, oxigênio dissolvido, porcentagem de matéria orgânica, concentrações de Cr, Cu, Cd e Zn). Foi extraído DNA total do sedimento para caracterização da comunidade utilizando sequenciamento Mi-Seq. Os sedimentos serviram como inóculo para isolamento de cepas que foram submetidas a testes de resistência aos metais. Os sedimentos mais contaminados também serviram como inóculo para enriquecimento de BRS em diferentes concentrações de Cr, Cd, Cu e Zn. Esses enriquecimentos foram monitorados através da redução de sulfato, produção de sulfeto e precipitação de metais. Os enriquecimentos onde houve crescimento de BRS em concentrações altas de metais foram utilizados para isolamento de BRS. As cepas isoladas foram identificadas, caracterizadas quanto as suas exigências nutricionais, resistência aos metais, seu genoma foi sequenciado e os genes envolvidos na resistência aos metais analisados. Houve diferença significativa na composição microbiana das áreas portuárias com a área pristina. A diversidade foi menor nas áreas portuárias. Alguns grupos demonstraram ser mais sensíveis ao Cu, Zn e Cr como Flavobacteriaceae, Pseudoalteromonadaceae, Desulfobacteraceae e Saprospiraceae; ou filo como Chloroflexi, Nitrospirae, Plactomyces. Os metais apresentaram forte influência no metabolismo nos enriquecimentos de BRS, onde havia maior concentração de metal ocorreu menor porcentagem de remoção de sulfato. Cd e Cu foram os metais que mais influenciaram na atividade de BRS. Desulfovibrio foi o gênero de BRS encontrado em maior abundância. Foi isolada a cepa Desulfovibrio sp Fe33, uma nova espécie altamente resistente aos metais testados. A cepa Desulfovibrio sp Fe33, apresenta crescimento rápido e fácil em laboratório. Seu crescimento ótimo ocorre em pH neutro e à 30°C. Apresenta grande versatilidade de crescimento pois utiliza diversos tipos de aceptores e doadores de elétrons. Portanto, em áreas portuárias existe uma alteração na comunidade microbiana devido a presença de metais onde são favorecidos microrganismos resistentes e onde a diversidade microbiana pode ser comprometida. Nessas áreas foi possível o isolamento de uma cepa de BRS altamente resistente, capaz de realizar a precipitação de metais mesmo em concentrações tóxicas desse componente fazendo com que seu uso futuro para tratamento de efluentes contaminados seja eficiente.