L'utilizzo di fitofarmaci in agricoltura è causa di contaminazione diffusa degli ecosistemi del suolo e delle acque, sia superficiali che sotterranei. Tra i fitofarmaci più utilizzati ad uso agricolo vi sono gli erbicidi s-triazinici che, a causa della complessa struttura (anello triazinico), sono poco degradabili e possono migrare dal suolo alle acque sotterranee. Infatti i piani di controllo nazionali mostrano come la terbutilazina, ed il suo metabolita desetil-terbutilazina, siano costantemente rilevati nelle acque monitorate a concentrazioni superiori a quelle consentite dalla norma (0.1 µg/l), compromettendo il loro utilizzo come risorsa idro-potabile. In questo contesto è stata svolta dall'IRSA-CNR per oltre 4 anni un'attività di ricerca, in collaborazione con l'Università Complutense di Madrid, finalizzata all'individuazione di popolazioni batteriche naturali capaci di degradare gli erbicidi triazinici e quindi di rimuoverli dall'ambiente. Il risultato più significativo è stato l'isolamento di un ceppo batterico, Rhodococcus wratislaviensis FPA1, in grado di utilizzare la terbutilazina ed altre triazine come unica fonte di carbonio per la crescita. Inoltre R. wratislaviensis FPA1 non solo è in grado di crescere in presenza dell'erbicida, ma è capace di degradarlo fino alla sua completa mineralizzazione. Ulteriori studi di biologia molecolare hanno permesso di utilizzare una porzione della sequenza del suo DNA batterico 16S (alla base della classificazione filogenetica degli organismi) per disegnare una sonda (costituita da 17 nucleotidi complementari all' rRNA 16S) legata ad un fluorocromo; tale sonda permette, tramite il metodo della ibridazione in situ fluorescente (FISH), l'identificazione di tale batterio direttamente in campioni di suolo ed acqua. Il principio del metodo FISH si basa sul rilevamento dei batteri, provenienti direttamente da campioni ambientali -senza bisogno di coltivazione- al microscopio mediante un loro segnale fluorescente; tale segnale si verifica quando nel campione la sonda, legata ad un fluorocromo, una volta entrata nella cellula batterica, trova sequenze complementari di rRNA 16S; in tale caso la sonda si ibrida e tale legame viene rilevato al microscopio mediante il segnale fluorescente. Questo è uno dei primi lavori scientifici in cui è stato isolato e sequenziato un ceppo batterico in grado di degradare le s-triazine dalle acque sotterranee; R. wratislaviensis FPA1 può essere considerato un organismo sentinella per il bio-monitoraggio della capacità naturale di attenuazione in acque sotterranee contaminate da terbutilazina e potrebbe essere utilizzato in tecniche di bio-risanamento di ecosistemi contaminati; inoltre, grazie alla sonda disegnata, la sua presenza e dinamica di popolazione in tali tecniche può essere facilmente individuata sia in campioni di suolo che di acqua.
UN BATTERIO IN GRADO DI DEGRADARE GLI ERBICIDI
GRENNI P;BARRA CARACCIOLO A
2010
Abstract
L'utilizzo di fitofarmaci in agricoltura è causa di contaminazione diffusa degli ecosistemi del suolo e delle acque, sia superficiali che sotterranei. Tra i fitofarmaci più utilizzati ad uso agricolo vi sono gli erbicidi s-triazinici che, a causa della complessa struttura (anello triazinico), sono poco degradabili e possono migrare dal suolo alle acque sotterranee. Infatti i piani di controllo nazionali mostrano come la terbutilazina, ed il suo metabolita desetil-terbutilazina, siano costantemente rilevati nelle acque monitorate a concentrazioni superiori a quelle consentite dalla norma (0.1 µg/l), compromettendo il loro utilizzo come risorsa idro-potabile. In questo contesto è stata svolta dall'IRSA-CNR per oltre 4 anni un'attività di ricerca, in collaborazione con l'Università Complutense di Madrid, finalizzata all'individuazione di popolazioni batteriche naturali capaci di degradare gli erbicidi triazinici e quindi di rimuoverli dall'ambiente. Il risultato più significativo è stato l'isolamento di un ceppo batterico, Rhodococcus wratislaviensis FPA1, in grado di utilizzare la terbutilazina ed altre triazine come unica fonte di carbonio per la crescita. Inoltre R. wratislaviensis FPA1 non solo è in grado di crescere in presenza dell'erbicida, ma è capace di degradarlo fino alla sua completa mineralizzazione. Ulteriori studi di biologia molecolare hanno permesso di utilizzare una porzione della sequenza del suo DNA batterico 16S (alla base della classificazione filogenetica degli organismi) per disegnare una sonda (costituita da 17 nucleotidi complementari all' rRNA 16S) legata ad un fluorocromo; tale sonda permette, tramite il metodo della ibridazione in situ fluorescente (FISH), l'identificazione di tale batterio direttamente in campioni di suolo ed acqua. Il principio del metodo FISH si basa sul rilevamento dei batteri, provenienti direttamente da campioni ambientali -senza bisogno di coltivazione- al microscopio mediante un loro segnale fluorescente; tale segnale si verifica quando nel campione la sonda, legata ad un fluorocromo, una volta entrata nella cellula batterica, trova sequenze complementari di rRNA 16S; in tale caso la sonda si ibrida e tale legame viene rilevato al microscopio mediante il segnale fluorescente. Questo è uno dei primi lavori scientifici in cui è stato isolato e sequenziato un ceppo batterico in grado di degradare le s-triazine dalle acque sotterranee; R. wratislaviensis FPA1 può essere considerato un organismo sentinella per il bio-monitoraggio della capacità naturale di attenuazione in acque sotterranee contaminate da terbutilazina e potrebbe essere utilizzato in tecniche di bio-risanamento di ecosistemi contaminati; inoltre, grazie alla sonda disegnata, la sua presenza e dinamica di popolazione in tali tecniche può essere facilmente individuata sia in campioni di suolo che di acqua.I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
