Monitoring the impact of hydrocarbon contamination and nutrient addition on microbial density, activity, and diversity in soil

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Abstract:

The development of optimal in situ bioremediation strategies requires a better knowledge of their impact on the soil microbial communities. We have evaluated the impact of hexadecane contamination and different nutrient amendments on soil microbial density and activity. Microbial density was measured via total DNA quantification, and microbial activity via respiration and RNA variation. The RNA/DNA ratio was also determined, as it is a potential indicator of microbial activity. PCR-amplified 16S rRNA genes were cloned and sequenced to analyze the diversity of bacterial communities. Nutrient addition significantly increased respiration and DNA and RNA concentrations in contaminated soil, indicating a limitation of degradation and growth by the availability of nitrogen and phosphorus in unamended microcosms. Hexadecane treatment slightly affected the diversity of the bacterial community, while it was dramatically reduced by nutrient treatments, particularly the addition of nitrogen and phosphorus. Microbial community composition was also altered with the enrichment of populations related to Nocardia in bioremediated soils, while uncultured Proteobacteria were mostly detected in uncontaminated soil.

Le développement de stratégies de bioremédiation optimales in situ requiert une meilleure connaissance de leur impact sur les communautés microbiennes du sol. Nous avons évalué l’impact d’une contamination à l’hexadécane et d’amendements avec différents nutriments sur la densité et l’activité microbiennes du sol. La densité et l’activité microbiennes ont été mesurées à l’aide de la quantification d’AND total, et de la respiration et des variations en ARN, respectivement. Le ratio ARN/AND a aussi été déterminé comme indicateur potentiel de l’activité microbienne. Les gènes d’ARN 16S amplifiés par PCR ont été clonés et séquencés pour analyser la diversité des communautés bactériennes. L’ajout de nutriments augmentait significativement la respiration ainsi que la concentration d’AND et d’ARN des sols contaminés indiquant une limitation de la dégradation et de la croissance par la disponibilité d’azote et de phosphore dans les microcosmes non amendés. Un traitement à l’hexadécane affectait légèrement la diversité de la communauté bactérienne alors qu’elle était fortement réduite par des traitements aux nutriments, particulièrement par l’ajout d’azote et de phosphore. La composition de la communauté microbienne était également affectée par l’enrichissement en populations de type Nocardia dans les sols bioremédiés, alors que Proteobacteria non cultivées étaient surtout détectées dans les sols non contaminés.

Document Type: Research Article

Publication date: February 2, 2010

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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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