Papel de la quimiotaxis en el transporte bacteriano y la biodegradación de hidrocarburos aromáticos policíclicos en suelos.

174 páginas.-- 59 figuras.-- 20 tablas.-- 183 referencias

En esta Tesis Doctoral se ha investigado el papel de la quimiotaxis bacteriana en la biodisponibilidad de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs) en suelos. Se realizó una selección de estirpes quimiotácticas, atendiendo a su movilidad, a su capacidad degradadora de HAPs y a su capacidad quimiotáctica frente a éstos. El conjunto de bacterias utilizadas inicialmente (Pseudomonas putida G7, Pseudomonas putida G7.C1 (pHG100), Sphingomonas sp. LB126 y Pseudomonas aeruginosa 19SJ) permitió realizar un estudio detallado de quimiotaxis, mediante ensayos capilares, frente a los HAPs naftaleno, fluoreno y fenantreno. Se estudió, además, la respuesta quimiotáctica frente a los ácidos aromáticos acetato, fumarato, salicilato y succinato, todos ellos intermediarios de las rutas degradativas de esos HAPs y de gran importancia ecológica en el suelo. De estos estudios se seleccionó, para el resto del trabajo, la estirpe degradadora de naftaleno P. putida G7 y la mutante P. putida G7.C1 (pHG100), también capaz de degradar naftaleno pero inhabilitada para la quimiotaxis frente al mismo. Mediante ensayos de transporte en columna se determinó que la quimiotaxis favorece, en general, el transporte bacteriano, disminuyendo significativamente la eficiencia de adhesión a los materiales ensayados (arena, suelo forestal y agregados arcillosos). El naftaleno y los ácidos orgánicos, a excepción de succinato, promovieron significativamente el transporte de P. putida G7 a través de columnas de arena. En algunos casos el porcentaje de células no retenidas en las columnas llegó hasta el 90%, cuando en ausencia de estos quimioefectores su transporte fue del 50%. El succinato, por el contrario, provocó una disminución del transporte. Este efecto es atribuíble a la inhibición a corto plazo de la movilidad de esta estirpe. El aumento de transporte en presencia de naftaleno no se observó con la estirpe mutante P. putida G7.C1 (pHG100). Se determinó además que el efecto promotor de los quimioefectores (en este caso salicilato) sobre el transporte puede desaparecer, e incluso revertirse, por adsorción de los mismos al substrato. Por último, se estudió el efecto del tensioactivo biodegradable Brij 35 sobre el transporte, resultando ser también un claro promotor del mismo. Los ensayos de mineralización con 14C-naftaleno realizados en condiciones análogas con P. putida G7 y P. putida G7.C1 (pHG100) mostraron que la quimiotaxis aumenta la biodisponibilidad y, por tanto, la biodegradación de naftaleno en lechos de arena y agregados arcillosos. Sin embargo, la presencia de otros quimioefectores que provocaban un aumento del transporte, como el salicilato o acetato, no ejercieron ninguna influencia positiva en la biodegradación de naftaleno por la estirpe quimiotáctica. Esto es posiblemente debido a la acción de estos quimioefectores sobre otros procesos microbianos, tales como la regulación de las rutas degradativas, causando probablemente una inhibición inducida por substrato. La principal contribución del trabajo que se presenta en esta Tesis Doctoral es la demostración de que, mediante el empleo de quimioefectores, es posible modular la dispersión de las bacterias degradadoras, favoreciéndola o inhibiéndola según la localización de la contaminación (por ejemplo en el tratamiento de vertidos superficiales, frente a la contaminación presente en acuíferos). Por tanto, la adecuada elección de quimioefectores así como de las especies bacterianas quimiotácticas capaces de degradar los HAPs presentes en el suelo son, a priori, los factores más importantes a tener en cuenta a la hora de aplicar esta innovación tecnológica en la biorrecuperación de suelos contaminados con HAPs.

El presente trabajo se ha realizado en el marco de los proyectos del Ministerio de Medioambiente (057/2004/3, 1.2-270/2005/3-B Y 392/2006/3-1.2), Ministerio de Educación y Ciencia (VEM2004-08556), y Unión Europea (QLRT-1999-00326 y EVK1-CT-2001-001 01).

Peer reviewed