Subaquatic sediments as sources of hydrocarbonoclastic and biosurfactant producing facultative anaerobic bacteria - Domingues, Patrícia Maia (2020)
Actualmente são conhecidas poucas estirpes bacterianas capazes de produzir biossurfactantes (BSFs) em condições de microaerobiose ou anaerobiose. Estas bactérias têm um papel importante não só em processos naturais (ex. formação de biofilmes ou de hidratos de gás), como podem ter diversas aplicações biotecnológicas (ex. estratégias de biorremediação e aplicações industriais). As bactérias produtoras de BSFs em condições de limitação de oxigénio, com capacidade para degradar hidrocarbonetos são de particular interesse para estratégias de biorremediação de locais contaminados com hidrocarbonetos de petróleo (PHs) e na recuperação microbiana de petróleo (MEOR). Neste contexto, o objectivo deste trabalho foi o isolamento, identificação e a caracterização de bactérias anaeróbias ou anaeróbias facultativas produtoras de BSF e degradadoras de hidrocarbonetos (hidrocarbonoclásticas) na perspetiva da sua aplicação biotecnológica em condições de limitação de oxigénio. Foram escolhidos dois ambientes contaminados com PHs como potenciais fontes de bactérias hidrocarbonoclásticas produtoras de BSFs: vulcões de lama (MV) de mar profundo do Golfo de Cádis (Oceano Atlântico) e o sistema estuarino da Ria de Aveiro (Portugal). Foram preparadas culturas de enriquecimento com sedimentos subaquáticos recolhidos nestes dois habitats, como potenciais inóculos de bactérias anaeróbias facultativas. Um design experimental fatorial foi usado para testar o efeito do crude como fonte de carbono, e de nitrato e/ou sulfato, como aceitadores terminais de eletrões. De forma a melhor compreender a estrutura das comunidades bacterianas envolvidas na biodegradação de PHs nos MV do mar profundo procedeu-se à sequenciação do gene 16S rRNA das comunidades bacterianas de culturas de enriquecimento com sedimento de dois MVs, um activo e outro inactivo, e com ou sem adição de crude e/ou nitrato. Detetou-se uma diferenciação entre as comunidades dos dois MVs, independentemente dos suplementos a que as culturas foram expostas, sendo que Alphaproteobacteria e Bacilli predominaram nas culturas com sedimentos de MV activo e inactivo, respectivamente. De uma forma menos acentuada, tanto o nitrato como o crude afetaram a composição das comunidades bacterianas. Géneros de bactérias que só foram detectados nos ensaios com adição de crude (ex. Erythrobacteraceae no MV activo e Acidimicrobiale no MV inactivo) poderão ser usados como indicadores da presença de hidrocarbonetos de petróleo nestes habitats. A biodegradação de PHs nas culturas com crude foi avaliada por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massa. De uma forma geral, as comunidades de culturas do MV activo foram capazes de degradar n-alcanos de tamanho inferior a C13 e compostos monoaromáticos, enquanto as comunidades do MV inactivo apresentaram a capacidade de metabolizar vários tipos de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos. A presença de nitrato apenas afectou positivamente a biodegradação de alcanos, e não teve efeito ou foi mesmo inibitória da biodegradação de outros hidrocarbonetos. A partir de todas as culturas, com todos os tipos de sedimentos, dos MVs do Golfo de Cádis e do estuário da Ria de Aveiro, foi possível isolar-se um total de 13 isolados capazes de sobreviver exclusivamente com crude como fonte de carbono e produzir BSF em condições de aerobiose. Destas, apenas duas não foram capazes de produzir BSFs em anaerobiose. A sequenciação do gene 16S rRNA dos isolados permitiu identifica-los como pertencendo aos géneros Pseudomonas, Bacillus, Ochrobactrum, Brevundimonas, Psychrobacter, Staphylococcus, Marinobacter e Curtobacterium, a maioria dos quais não tinha ainda membros conhecidos como produtores de BSF em anaerobiose. Os resultados obtidos com este trabalho permitiram caracterizar melhor as comunidades envolvidas na degradação de PHs em MVs de mar profundo. Conseguiu-se ainda isolar e identificar estirpes, tanto de mar profundo como de ambiente estuarino, capazes de degradar PHs e produzir BSFs em condições de anaerobiose. Estas estirpes apresentam elevado potencial biotecnológico para aplicações como MEOR e biorremediação em ambientes com escassez de oxigénio.