Decomposition of dissolved organic matter released by an isolate of Microcystis aeruginosa and morphological profile of the associated bacterial community
Braz. J. Biol.
; 71(1)2011.
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BR68.1
ABSTRACT
This study concerns the kinetics of bacterial degradation of two fractions (molecular mass) of dissolved organic matter (DOM) released by Microcystis aeruginosa. Barra Bonita Reservoir (SP, Brazil) conditions were simulated in the laboratory using the associated local bacterial community. The extent of degradation was quantified as the amount of organic carbon transferred from each DOM fraction ( 3 kDa and 3-30 kDa) to bacteria. The variation of bacteria morphotypes associated with the decomposition of each fraction was observed. To find the degradation rate constants (kT), the time profiles of the total, dissolved and particulate organic carbon concentrations were fitted to a first-order kinetic model. These rate constants were higher for the 3-30 kDa fraction than for the lighter fraction. Only in the latter fraction the formation of refractory dissolved organic carbon (DOC R) compounds could be detected and its rate of mass loss was low. The higher bacterial density was reached at 24 and 48 hours for small and higher fractions, respectively. In the first 48 hours of decomposition of both fractions, there was an early predominance of bacillus, succeeded by coccobacillus, vibrios and coccus, and from day 5 to 27, the bacterial density declined and there was greater evenness among the morphotypes. Both fractions of DOM were consumed rapidly, corroborating the hypothesis that DOM is readily available in the environment. This also suggests that the bacterial community in the inocula readily uses the labile part of the DOM, until this community is able to metabolise efficiently the remaining of DOM not degraded in the first moment. Given that M. aeruginosa blooms recur throughout the year in some eutrophic reservoirs, there is a constant supply of the same DOM which could maintain a consortium of bacterial morphotypes adapted to consuming this substrate.
RESUMO
Este estudo trata da cinética de degradação bacteriana de diferentes frações de matéria orgânica dissolvida liberada por Microcystis aeruginosa. As condições do reservatório de Barra Bonita (SP, Brasil) foram simuladas em laboratório empregando a comunidade bacteriana local associada. A dinâmica da degradação foi quantificada pela quantidade de carbono orgânico transferido de cada fração de MOD ( 3 kDa e 3-30 kDa) às bactérias. A variação de morfotipos bacterianos associados à decomposição de cada fração foi observada. Para encontrar as constantes de degradação (kT), os perfis temporais das concentrações de carbono orgânico total, dissolvido e particulado foram ajustados a um modelo cinético de primeira ordem. Estas constantes de velocidade foram superiores para a fração 3-30 kDa do que para a fração de menor massa molecular. Apenas na segunda fração pôde ser detectada a formação de compostos de carbono orgânico dissolvido refratário (COD R) e sua taxa de perda de massa foi baixa. A maior densidade bacteriana foi alcançada em 24 e 48 horas para as frações de alta e baixa massa, respectivamente. Nas primeiras 48 horas de decomposição de ambas as frações, houve um predomínio de bacilos, seguido por cocobacilos, víbrios e cocos, e, do dia 5 ao 27, a densidade bacteriana diminuiu e houve uma uniformidade entre os morfotipos. Ambas as frações foram consumidas rapidamente, confirmando a hipótese de a MOD estar prontamente disponível no ambiente. Isto sugere ainda que a comunidade bacteriana do inóculo utiliza a parte lábil da MOD, até que esta se torne capaz de metabolizar o restante da MOD não degradada no primeiro momento. Já que blooms de M. aeruginosa se repetem ao longo do ano em alguns reservatórios eutróficos, existe um constante suprimento da mesma MOD que pode manter um consórcio de bactérias adaptadas ao consumo deste substrato.
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Revista:
Braz. J. Biol.
Ano de publicação:
2011
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Article