Биоремедиация кадмия с использованием кадмий-толерантных бактерий на плантациях какао в Арауке, Колумбия.
Bioremediation of cadmium using cadmium-tolerant bacteria in cacao farms in Arauca, Colombia.
Laura Alvarez-Rubiano, Pedro Brito Brandão, Daniel Bravo
Аннотация (перевод)
Стратегия снижения воздействия, включающая применение кадмий-толерантных бактерий (CdtB), была оценена на почвах плантаций какао в Арауке, Колумбия. Использованный бактериальный штамм, CdtBSO, продемонстрировал способность иммобилизовать кадмий, снижая его биодоступность для какао. Целью данного исследования было повышение иммобилизационной активности CdtB в почвах под какао в Арауке. Было проведено пять вариантов обработки, сочетающих различные концентрации CdtB с синтетическим удобрением (Agrocacao) и цеолитом. Ген Thegene в качестве маркера иммобилизации Cd определялся с помощью капельной цифровой ПЦР (ddPCR). Кроме того, метаболическая активность CdtB оценивалась с помощью изотермической микрокалориметрии (IMC). Максимальные тепловые показатели наблюдались в вариантах обработки, где применялось наибольшее количество CdtB. Однако результаты в значительной степени зависели от участка. Через шесть месяцев после применения обработок наблюдалось увеличение содержания Cd в почве, что указывает на повышение скорости иммобилизации металла в почве. Объяснение возможных механизмов иммобилизации различалось в зависимости от вариантов обработки. Однако вариант обработки, показавший наиболее положительную динамику, включал 50% CdtB и 50% Agrocacao. Детекция thegene выявила различия в относительной численности копий гена в исследованных почвах. Эта работа вносит вклад в понимание биоремедиации Cd в почве с использованием CdtB благодаря применению инновационных подходов к мониторингу, таких как ddPCR и IMC. Она расширяет имеющуюся информацию о применении физико-химических и биологических мелиорантов для ремедиации Cd в реальных условиях выращивания какао.
Оригинальная аннотация
A mitigation strategy involving the application of cadmium-tolerant bacteria (CdtB) was assessed in cacao soils in farms in Arauca, Colombia. The bacterial strain used,CdtBSO has exhibited an ability to immobilise cadmium, reducing its bioavailability to cacao. The aim of this study was to increase the immobilization activity of CdtB in cacao soils in Arauca. Five treatments combining different concentrations of CdtB with a synthetic fertiliser (Agrocacao) and zeolite were established. Thegene as marker for Cd immobilization was detected using droplet digital PCR (ddPCR). Moreover, the metabolic activity of CdtB was assessed using isothermal microcalorimetry (IMC). Maximum thermal performance was observed in the treatments where the most CdtB was applied. However, the results were highly dependent on the site. An increase in soil Cd content six months after application of the treatments was observed suggesting increased immobilization rates of the metal in the soil. The explanation of possible immobilisation mechanisms varied between treatments. However, the treatment showing the most positive trends included 50% CdtB and 50% Agrocacao. The detection of thegene, revealed variations in the relative abundance of the copies of the gene in the assessed soils. This work contributes to the knowledge on soil Cd bioremediation using CdtB, through the application of innovative approaches to monitoring, such as ddPCR and IMC. It enriches the information available on the application of physicochemical and biological amendments for the remediation of Cd in real cacao crop conditions.
Идентификаторы
Canonical: https://research.holos.house/w/d91a98d7-d7b3-4bdd-aa33-0be124f88f9b
DOI: 10.1007/s13205-026-04790-3