Микробные генные отношения раскрывают сроки и степень загрязнения от разливов нефти

Ученые из Белфаста и Нигерии разработали диагностический инструмент, который использует микробов для определения времени загрязнения почв сырой нефтью.

Исследователи из Университета Квинс в Белфасте и их партнеры из Нигерии разработали и валидировали новый молекулярный диагностический инструмент, использующий соотношения функциональных генов для оценки состояния и приблизительного возраста загрязнения почв сырой нефтью.

Метод и исследование

Целью проекта было создание биологически обоснованного метода, который мог бы оценивать как текущее загрязнение, так и определять время с момента разлива, что полезно для планирования ремедиации и экологической экспертизы.

Команда собрала 90 образцов почвы с известных загрязненных участков в штатах Байелса и Риверс, разделив их на новые и старые загрязнения. С помощью газовой хроматографии (GC-MS и GCxGC-FID) они количественно определили загрязнители-углеводороды, используя керосин в качестве стандарта.

Затем с помощью количественной ПЦР и метагеномного анализа они измерили три ключевых гена:

• PAH-RHDα (от грамотрицательных и грамположительных бактерий), участвующий в аэробном разложении.
• bamA, маркер анаэробного разложения ароматических углеводородов.
• Ген 16S для определения доли микробной популяции с функциональными генами от общей популяции.

Ключевое открытие

Основное открытие заключается в том, что соотношение генов PAH-RHDα к bamA коррелирует как с концентрацией загрязнителей, так и с предполагаемым возрастом загрязнения.

• В недавно загрязненных почвах были повышены уровни генов диоксигеназ грамотрицательных бактерий и обнаруживался керосин.
• На старых участках керосин был истощен, но сохранялись сигналы анаэробного гена bamA и биомаркеры сесквитерпанов.
• In silico анализ генов подтвердил эти соотношения, независимо от возможных погрешностей ПЦР.

Значение и перспективы

Этот инструмент имеет большое значение для экологического мониторинга, планирования восстановительных работ и юридической ответственности. В таких регионах, как дельта Нигера, метод на основе генных соотношений позволяет проводить быструю оценку состояния участков и возраста загрязнения.

Будущая работа должна распространить этот подход на более широкий спектр углеводородов (например, дизельное топливо, битум) и различные типы почв. Интеграция с портативными платформами для qPCR или методами на основе LAMP может привести к созданию быстрого диагностического набора для полевого использования.