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Biotransformation and partial mineralization of the explosive 2,4,6-trinitrotoluene (TNT) by rhizobia

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Abstract:

Three strains, T10, B5, and M8, each belonging to a different species of the family Rhizobiaceae and isolated from atrazine-contaminated soils, were tested for their ability to transform 2,4,6-trinitrotoluene (TNT) (50 µg·mL–1) in liquid cultures using glucose as the C-source. All three strains were able to transform TNT to hydroxy lamino dinitro toluenes (2-HADNT, 4-HADNT), aminodinitrotoluenes (2-ADNT, 4-ADNT), and diaminonitrotoluene (2,4-DANT). The transformation was significantly faster in the presence of glutamate. Furthermore, the major metabolites that accumulated in cultures were 2-ADNT with glucose, and 4-ADNT with glutamate plus glucose. Rhizobium trifolii T10 was also tested for its ability to transform high levels of TNT (~350 µg·mL–1) in a soil slurry. Almost 60% of the TNT was transformed within 2 days in bioaugmented soil slurries, and up to 90% when cultures were supplemented with glucose and glutamate. However, mineralization was minimal in all cases, less than 2% in 78 days. This is the first report on the degradation of TNT by rhizobial strains, and our findings suggest that rhizobia have the potential to play an important role in the safe decontamination of soils and sites contaminated with TNT if bioaugmentation with rhizobia is shown to have no ecotoxicological consequence.Key words: Rhizobium, 2,4,6-trinitrotoluene (TNT), biotransformation.

Les trois souches T10, B5 et M8, appartenant chacune à différents groupes de la famille Rhizobiaceae et isolées à partir de sols contaminés à l'atrazine, ont été testés pour leur habileté à transformer le 2,4,6-trinitrotoluène (TNT) (50 µg·mL–1) dans des cultures en milieu liquide utilisant le glucose comme source de carbone. Toutes les souches ont été capable de transformer le TNT en hydroxylaminodinitrotoluènes (2-HADNT, 4-HADNT), aminodinitrotoluènes (2-ADNT, 4-ADNT) et diaminonitrotoluène (2,4-DANT). La transformation fut significativement plus rapide en présence de glutamate. De plus, les métabolites majeurs accumulés dans les cultures furent le 2-ADNT avec le glucose, et le 4-ADNT avec le glutamate plus glucose. La capacité à transformer de forts niveaux de TNT (~350 µg·mL–1) chez la souche T10 de Rhizobium trifolii a également été analysée dans une boue de sol. Près de 60 % du TNT a été transformé en dedans de 2 jours dans les boues bioaugmentées, et jusqu'à 90 % lorsque les cultures contenaient un supplément de glucose et de glutamate. Cependant, la minéralisation fut minimale dans tous les cas, moins de 2 % en 78 jours. Ceci est la première mention d'une dégradation du TNT par des souches rhizobiales, et nos résultats portent à croire que les rhizobia ont le potentiel de jouer un rôle important dans la décontamination sans danger des sols et des sites contaminés avec le TNT, à condition qu'il soit démontré que la bioaugmentation avec les rhizobia n'a aucune conséquences écotoxicologiques.Mots clés : Rhizobium, 2,4,6-trinitrotoluène (TNT), biotransformation.[Traduit par la Rédaction]

Keywords: 2; 4; 6-trinitrotoluene (TNT); 6-trinitrotoluène (TNT); Rhizobium; biotransformation

Document Type: Research Article

Publication date: 2001-06-01

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  • Published since 1954, this monthly journal contains new research in the field of microbiology including applied microbiology and biotechnology; microbial structure and function; fungi and other eucaryotic protists; infection and immunity; microbial ecology; physiology, metabolism and enzymology; and virology, genetics, and molecular biology. It also publishes review articles and notes on an occasional basis, contributed by recognized scientists worldwide.
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