Estructura y dinámica de un consorcio microbiano nativo, eficiente para el tratamiento de aguas residuales textiles

Abstract

Las comunidades microbianas (también denominadas consorcios) son fundamentales en múltiples procesos como el ciclado de nutrientes, la síntesis de sustancias, la biodegradación de moléculas orgánicas, por mencionar algunos. Comprender su funcionamiento resulta esencial pensando en el desarrollo de nuevas tecnologías, como la biorremediación de sitios contaminados y/o tratamiento de efluentes. En el presente trabajo se estudió la composición microbiana de un consorcio aislado de una planta de teñido del Partido de Gral. Pueyrredón (Buenos Aires, Argentina). Previamente, este consorcio demostró gran eficiencia para su aplicación en la degradación del efluente textil (ET) de dicha planta. El objetivo del presente trabajo fue analizar las variaciones en la estructura del consorcio durante la cinética de degradación del ET. Los microorganismos se identificaron por secuenciación masiva de la región variable V4 del gen de ARN ribosomal 16S (ARNr 16S) (para Archaea y Bacteria) utilizando Illumina MiSeq Next Generation Sequencer. Las muestras analizadas fueron: 1) de la cámara de inspección de la planta de teñido (denominada muestra ambiental-MA), 2) muestras tomadas a tres tiempos durante las cinéticas de degradación (0, 24 y 96 h), partiendo del pre-enriquecimiento de la MA en dos medios de cultivo: LB y PG. Para el procesamiento y análisis bioinformático de las secuencias se utilizó el software QIIME2. Para evaluar las diferencias entre la estructura de las comunidades bacterianas de las muestras, se realizó un análisis de componentes principales basado en la métrica UniFrac mediante un PERMANOVA en QIIME2. Todos los OTU identificados correspondieron al dominio Bacteria, predominando en todas las muestras el filo Proteobacteria, seguido por Firmicutes. En las MA se detectaron otros 6 filos y se observó la presencia de una gran diversidad de OTUs. Luego del pre-enriquecimiento con ambos medios de cultivo, hubo un aumento en la abundancia relativa de la clase Gammaproteobacteria y una disminución en la abundancia relativa de los OTUs restantes. Este grupo pasó de un 31.75% en la MA, a un 88.47% y 99.15% en los tiempos 0 de LB y PG respectivamente. Dentro de este grupo es que encontramos a los Aeromonadales, Enterobacteriales y Pseudomonadales para quienes se ha reportado su capacidad de degradar colorantes y otras sustancias recalcitrantes. En el análisis de componentes principales, se observa una diferenciación en la composición de la MA respecto a las demás, y un cierto agrupamiento de acuerdo al medio de cultivo utilizado en el pre-enriquecimiento. Además, se observa una menor diversidad en el consorcio crecido en LB respecto al desarrollado en PG, sin embargo estas diferencias entre las estructuras de las comunidades bacterianas no llegan a ser significativas. Esto indica que no hay una pérdida marcada de la diversidad bacteriana durante la cinética de degradación, lo cual podría deberse a que la muestra fue aislada de un sitio de vertido de ET, por lo que los microorganismos presentes ya están adaptados a este ambiente. El mantenimiento de la diversidad resulta ventajoso pensando en la conservación de la capacidad degradadora del consorcio, la cual es deseable para la aplicación continua de un tratamiento biológico.