Tolerance to phenanthrene by fungi isolated from an ecological reserve of Mato Grosso, Brazil
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v10i17.24419Keywords:
Fungi; Bioremediation; Polycyclic aromatic hydrocarbons.Abstract
The selection of species with potential to degrade Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) is a fundamental step for the success of bioremediation programs. Among some methods, the contaminant tolerance test of interest has helped researchers to obtain organisms with the potential to degrade PAHs. Thus, the objective of this work was to analyze the potential of fungi, isolated from an ecological reserve in the Brazilian Midwest, to tolerate phenanthrene, a high toxicity HPA found in petroleum and its derivatives. For this purpose, fungus culture discs (8mm), obtained after 7 days of growth in MEA 2%, were transferred to Petri dishes containing MEA 0.2%, after superficial inoculation with phenanthrene crystals and incubated at 28 °C. Mycelial growth was measured for a period of 10 days in the absence and presence of different concentrations of phenanthrene (200 µg/mL, 600 µg/mL and 1000 µg/mL), in triplicate. Data were analyzed using fungal growth rate (FC), fungal growth inhibition (FCI) and analysis of variance (ANOVA) followed by Tukey's test (p>0.05). On the tenth day of growth, Phanerochaete australis SA18, Disporotrichum dimorphosporum SA09 and Lentinus crinitus SA37 stood out, with the highest CF and low ICF, consequently. P. australis tolerated all different concentrations of phenanthrene and stood out statistically from the other fungi. From these results, further studies with P. australis are suggested, on enzyme production, degradation capacity and production of phenanthrene metabolites.
References
Almeida, F. V., Centeno, A. J., Bisinoti, M. C. & Jardim, W. F. (2007, January 21). Substâncias tóxicas persistentes (STP) no Brasil. Química nova, 20(8), 1976-1985. https://doi.org/10.1590/S0100-40422007000800033
Almeida, P. H., Oliveira, A. C. C. De, Souza, G.R P. N. De, Friedrich, J. C., Linde, G. A., Colauto, N. B. & Valle, J. S. Do. (2018). Decolorization of remazol brilliant blue R with laccase from Lentinus crinitus grown in agro-industrial by-products, 90(4), 3463-3473. https://doi.org/10.1590/0001-3765201820170458
Argumeno-Dilera, R., Alarcón, A., Ferrera-Cerrato, R., Almaraz, J. J. & Peña-Cabriales, J. J. (2012). Tolerance and growth of 11 Trichoderma strains to crude oil, naphthalene, phenanthrene and benzo[a]pyrene. Journal of Environmental Management, 95, S291-S299. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2010.08.011
Barbosa, A. de M., Giese, E. C. & Covizzi, L. G. (2008). Biodegradação de compostos aromáticos. Em I. S. De Melo & J. L. De Azevedo (Eds.). Microbiologia ambiental (pp. 261-280). Jaguariúna, SP: Embrapa Meio Ambiente.
Benguenab, A. & Chibani, A. (2020). Biodegradation of petroleum hydrocarbons by filamentous fungi (Aspergillus ustus and Purpureocillium lilacinum) isolated from used engine oil contaminated soil. Acta Ecologica Sinica, 41(5), 416-423. https://doi.org/10.1016/j.chnaes.2020.10.008
Bento, D. M. (2005). Análise Química da Degradação dos Hidrocarbonetos de Óleo Diesel no Estuário da Lagoa dos Patos [Dissertação de Mestrado em Oceanografia Física, Química e Geológica, Universidade Federal do Rio Grande]. Repositório Institucional FURG. http://repositorio.furg.br/handle/1/3526
Bononi, V. L. R., Machado, K. M. G., Matheus, D. R. & Vitali, V. M. (2008). Biodegradação de Organoclorados no Solo por Basidiomicetos Lignocelulolíticos. Em I. S. De Melo & J. L. De Azevedo (Eds.). Microbiologia ambiental (pp. 281-302). Jaguariúna, SP: Embrapa Meio Ambiente.
Costa, E. M. de M. B., Oliveira, V. De & Pimenta, F. C. (2004). Citocromos P450 e Biotransformação Microbiana. Revista de Patologia Tropical, 33(1), 21-31. https://doi.org/10.5216/rpt.v33i1.3121
Caruso, M. S. F. & Alaburda, J. (2008). Hidrocarbonetos policíclicos aromáticos - benzo(a)pireno: uma revisão. Revista do Instituto Adolfo Lutz, 67(1), 1-27.
Carvalho, M. V. F. (2010). Avaliação química e toxicológica de solo contaminado por HPAs submetido à biodegradação pelo fungo basidiomiceto Pycnoporus sanguineus. [Dissertação de Mestrado em Biotecnologia, Universidade Estadual de Feira de Santana]. Coleção UEFS. http://tede2.uefs.br:8080/handle/tede/1157
Celino, J. J. & Queiroz, A. F. de S. (2006). Fonte e grau da contaminação por hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) de baixa massa molecular em sedimentos da Baía de Todos os Santos. Revista Escola de Minas, 59(3), 265-270. https://doi.org/10.1590/S0370-44672006000300003.
Clemente, A. R., Anazawa, T. A. & Durrant, L. R. (2001). Biodegradation of polycyclic aromatic hydrocarbons by soil fungi. Brazilian Journal of Microbiology, 32(4), 255-261. https://doi.org/10.1590/S1517-83822001000400001
Chulalaksananukul, S., Gadd, G. M., Sangvanich, P., Sihanonth, P., Piapukiew, J. & Vangnai, A. S. (2006). Biodegradation of benzo(a)pyrene bya newly isolatedFusarium sp. FEMS Microbiology Letters, 262(1), 99-106. https://doi.org/10.1111/j.1574-6968.2006.00375.x
Dhawale, S. W., Dhawale, S. S. & Dean-Ross, D. (1992). Degradation of phenanthrene by Phanerochaete chrysosporium occurs under ligninolytic as well as nonligninolytic conditions. Appl Environ Microbiol, 9(58), 3000-3006. https://doi.org/10.1128/AEM.58.9.3000-3006.1992
EFSA Panel on Food Contact Materials, Enzymes and Processing Aids (CEP), Silano, V., Baviera, J. M. B., Bolognesi, C., Cocconcelli, P. S., Crebelli, R., … & Chesson, A. (2020). Safety evaluation of the food enzyme endo-1,4-β-xylanase and β-glucanase from Disporotrichum dimorphosporum strain DXL. EFSA Journal, 18(1). https://doi.org/10.2903/j.efsa.2020.5975
Furlan, B. (2011). Biodegradação de naftaleno, fenantreno e diesel por isolados do gênero Burkholderia da Amazônia [Dissertação de Mestrado em Microbiologia Aplicada, Universidade Estadual Paulista]. Repositório Institucional UNESP. http://hdl.handle.net/11449/95001
Harms, H., Schlosser, D. & Wick, L. Y. (2011). Untapped potential: exploiting fungi in bioremediation of hazardous chemicals. Nature Reviews: Microbiology, 9(3), 177–192. https://doi.org/10.1038/nrmicro2519
Haritash, A.K. & Kaushik, C. P. (2009). Biodegradation aspects of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs): A review. Journal of Hazardous Materials, 169(1-3), 1–15. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2009.03.137
Jacques, R. J. S., Bento, F. M. & Camargo, F. A. de O. (2007b). Biodegradação de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos. Ciências e Natura, 29(1), 7-24. https://doi.org/10.5902/2179460X9736
Jacques, R. J. S. (2005). Biorremediação de Antraceno, Fenantreno e Pireno em um Argissolo [Tese de Doutorado em Ciências do solo, Universidade Federal do Rio Grande do Sul]. Repositório Digital UFRGS. http://hdl.handle.net/10183/5116
Jacques, R. J. S., Bento, F. M., Antoniolli, Z. I. & Camargo, F. A. De O. (2007a) Biorremediação de solos contaminados com hidrocarbonetos aromáticos policiclicos. Ciência Rural, 37(4), 1192-1201. https://doi.org/10.1590/S0103-84782007000400049
Lee, A. H., Lee, H., Heo, Y. M., Lim, Y. W., Kim, C. M., Kim, G. H., … & Kim, J. J. (2020). A proposed stepwise screening framework for the selection of polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH)‑degrading white rot fungi. Bioprocess and Biosystems Engineering, 43, 767–783. https://doi.org/10.1007/s00449-019-02272-w
Lee, H., Jang, Y., Choi, Y., Kim, M., Lee, J., Lee, H., … & Kim, J. (2014). Biotechnological procedures to select white rot fungi for the degradation of PAHs. Journal of Microbiological Methods, 97, 56-62. https://doi.org/10.1016/j.mimet.2013.12.007.
Lemos, J. L. S., Barros, C. A., Oliveira, S. D., & Reiche, A. P. (2008). Fungos filamentosos: agentes de degradação de petróleo e de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (HAPs). Série Tecnologia Ambiental, 16, 1-56.
Lima, D. C. R. DE. (2010). Microrganismos Degradadores de Petróleo Isolados de Solos Rizosféricos da Província Petrolífera de Urucu, Coari, Amazonas [Dissertação de Mestrado em Biotecnologia e Recursos Naturais, Universidade do Estado do Amazona]. Repositório Institucional UEA.
Lima, S. D. De, Oliveira, A. F. De, Golin, R., Caixeta, D. S., Lima, Z. M. De & Morais, E. B. De. (2017). Gerenciamento de áreas contaminadas por postos de combustíveis em Cuiabá, Mato Grosso, Brasil. Revista Ambiente & Água, 12(2), 299-315. https://doi.org/10.4136/ambi-agua.1872
Matsubara, M., Lynch, J. M., & De Leij, F. A. A. M. (2006). A simple screening procedure for selecting fungi with potential for use in the bioremediation of contaminated land. Enzyme and Microbial Technology, 39(7), 1365-1372. https://doi.org/10.1016/j.enzmictec.2005.04.025
Magrini, M. J. (2012). Degradação de HPAs e Produção de Enzimas Ligninolíticas por Fungos Basidiomicetos Derivados de Esponjas Marinhas [Dissertação de Mestrado em Genética e Biologia Molecular, Universidade Estadual de Campinas]. BDTD.
Nepomucena, R. M. P. (2010). Avaliação do Potencial Microbiano de Crescimento e Secreção de Lacase do Fungo Amazônico Lentinus crinitus (L.ex Fr.) Fr [Dissertação de Mestrado em Biotcnologia e Recursos Naturais, Universidade do Estado do Amazonas]. Repositório Institucional UEA. http://repositorioinstitucional.uea.edu.br//handle/riuea/2216
Passarini, M. R.Z., Rodrigues, M. V.N., Silva, M. Da & Sette, L. D. (2011). Marine-derived filamentous fungi and their potential application for polycyclic aromatic hydrocarbon bioremediation. Marine Pollution Bulletin, 62(2), 364-370. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2010.10.003
Salvi, M. B. de. (2011). Fungos basidiomicetos em biorremediação [Tese de Doutorado em Biodiversidade Vegetal e Meio Ambiente, Instituto de Botânica de São Paulo].
Santos, V. S. dos. (2018). Seleção de basidiomicetos da região Amazônica com potencial para degradação de benzo(a)pireno [Dissertação de Mestrado em Biotecnologia e Recursos Naturais, Universidade do Estado do Amazonas]. Repositório Institucional UEA.
Silva, M.C.F., Antunes, A. A, Lins, C. I. M., Parente, A. H, Pereira, S. V. & Campos-Takaki, G. M. (2013). Remoção do fenantreno por biomassa viva e inativada de Cunninghamella elegans ucp0542. E-xacta, 6(1), 1-8. http://dx.doi.org/10.18674/exacta.v6i1.839
Silva, M. da. (2002). Fungos filamentosos isolados de sedimentos estuarinos que metabolizam hidrocarbonetos aromáticos policíclicos [Tese de Doutorado em Ciências de Alimento, Universidade Estadual de Campinas]. Repositório Unicamp.
Silva, M. Da, Umbuzeiro, G. A., Pfenning, L. H., Canhos, V. P. & Esposito, E. (2003). Filamentous Fungi Isolated from Estuarine Sediments Contaminated with Industrial Discharges. Soil and Sediment Contamination, 12(3), 345-356.
Souza, F. S. de. (2021). Seleção de Macrofungos Isolados da Estação Ecológica Serra das Araras/MT com Potencial para Degradação do Herbicida Glyphosate [Monografia de Graduação em Ciências Biológicas, Universidade Estadual de Mato Grosso].
Souza, H. M. De L., Barreto, L. R., Mota, A. J. Da, Oliveira, L. A. De, Barroso, H. Dos S. & Zanotto, S. P. (2017). Tolerance to Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) by filamentous fungi isolated from contaminated sediment in the Amazon region. Acta Scientiarum. Biological Sciences, 39(4), 481-488. https://doi.org/10.4025/actascibiolsci.v39i4.34709
Souza, H. M. De L., Oliveira, T. B. De, Rodrigues, A., Sette, L. D., Barroso, H. Dos S. & Zanotto, S. P. (2015). Biodegradação de benzo(a)pireno por Fungos Filamentosos da Região Amazônica. Blucher Biochemistry Proceedings, 1(2), 271-274. 10.5151/biochem-vsimbbtec-22266
Souza, H. M. De L., Sette, L. D., Mota, A. J. Da, Neto, J. F. Do N., Oliveira, T. B. De, Oliveira, F. M. De, ... & Zanotto, S. P. (2016). Filamentous Fungi Isolates of Contaminated Sediment in the Amazon Region with the Potential for Benzo(a)pyrene Degradation. Water Air Soil Pollut, 227(12), 431. https://doi.org/10.1007/s11270-016-3101-y
Tachibana, L., Pinto, L.G.Q., Gonçalves, G.S. & Pezzato, L. E. (2010). Xilanase e β-glucanase na digestibilidade aparente de nutrientes do triticale pela Tilápia-do-nilo. Arquivo Brasileiro de Medicina Veterinária e Zootecnia, 62(2), 445-452. https://doi.org/10.1590/S0102-09352010000200026
Tortora, G. J., Funke, B. R. & Case, C. L. (2017). Microbiologia (12ª ed.). Artmed.
UNEP. (1992). Determination of petroleum hydrocarbons in sediments. United Nations Environment Programme.
Weber, B. D. & Santos, A. A. (2013). Utilização da biorremediação como ferramenta para o controle da degradação. Engenharia Ambiental, 10(1), 114-133.
Wunch, K. G., Feibelman, T. & Bennett, J. W. (1997). Screening for fungi capable of removing benzo[a]pyrene in culture. Applied Microbioly and Biotechnology, 47, 620-624. https://doi.org/10.1007/s002530050984.
Zafra, G., Absalón, Á. E., Cuevas, M. D. C. & Cortés-Espinosa, D. V. (2014). Isolation and Selection of a Highly Tolerant Microbial Consortium with Potential for PAH Biodegradation from Heavy Crude Oil-Contaminated Soils. Water Air Soil Pollut, 225(1826), 1-18. https://doi.org/10.1007/s11270-013-1826-4.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2021 Giovana Schneider; Felipe Soares de Souza; João Arthur dos Santos Oliveira; Hilton Marcelo de Lima Souza
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Authors who publish with this journal agree to the following terms:
1) Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
2) Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
3) Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work.
