Highly mercury-resistant strains from different Colombian Amazon ecosystems affected by artisanal gold mining activities

Abstract

Two sites of the Colombian Amazon region with diferent levels of human intervention and mercury pollution were selected for the collection of samples of river and lake water, sediments, and associated forest soils. The Tarapacá region, afected mainly by barrage mining, showed low mercury concentrations, whilst in the Taraira region, afected by underground mining, there were several points with high mercury pollution levels. A collection of 72 bacterial and 10 yeast strains with diferent levels of mercury resistance was isolated and characterized. Most of the highly resistant bacterial strains (MIC>40 mg L−1 HgCl2) were isolated from soil and sediment samples and belonged to either Pseudomonas (60%) or Bacillus (20%). Most of highly resistant bacterial strains were positive for the presence of the merA gene, suggesting an active mercury resistance mechanism. This was confrmed in the two most resistant strains, Pseudomonas sp. TP30 and Burkholderia contaminans TR100 (MIC=64 and 71 mg L−1 HgCl2, respectively), which in the presence of increasing mercury concentrations expressed the merA gene at increasing levels, concomitant with a signifcant mercury reduction activity. Analysis of the MerA sequences present in the diferent isolates suggested a high gene conservation within the taxonomic groups but also several horizontal gene transfer events between taxonomically distant genera. We also observed a positive correspondence between the presence of the merA gene and the number of antibiotics to which the strains were resistant to. The most resistant strains are good candidates for future applications in the bioremediation of mercury-contaminated sites in the Amazon

Se seleccionaron dos sitios de la región amazónica colombiana con diferentes niveles de intervención humana y contaminación por mercurio. para la recolección de muestras de agua de ríos y lagos, sedimentos y suelos forestales asociados. La región de Tarapacá, afectada principalmente por la minería de presa, mostró bajas concentraciones de mercurio, mientras que en la región de Taraira, afectada por la minería subterránea, Hubo varios puntos con altos niveles de contaminación por mercurio. Una colección de 72 cepas bacterianas y 10 de levadura con diferentes Se aislaron y caracterizaron niveles de resistencia al mercurio. La mayoría de las cepas bacterianas altamente resistentes (CMI>40 mg L-1 HgCl2) se aislaron de muestras de suelo y sedimento y pertenecían a Pseudomonas (60%) o Bacillus (20%). Mayoría de cepas bacterianas altamente resistentes dieron positivo para la presencia del gen merA, lo que sugiere una resistencia activa al mercurio mecanismo. Esto se confirmó en las dos cepas más resistentes, Pseudomonas sp. Contaminantes TP30 y Burkholderia TR100 (CMI=64 y 71 mg L-1 HgCl2, respectivamente), que en presencia de concentraciones crecientes de mercurio expresaron el gen merA en niveles crecientes, concomitante con una importante actividad de reducción del mercurio. Análisis de las secuencias MerA. presentes en los diferentes aislados sugirieron una alta conservación genética dentro de los grupos taxonómicos, pero también varias diferencias horizontales. Eventos de transferencia de genes entre géneros taxonómicamente distantes. También observamos una correspondencia positiva entre la presencia del gen merA y el número de antibióticos a los que las cepas eran resistentes. Las cepas más resistentes son buenas. candidatos para futuras aplicaciones en la biorremediación de sitios contaminados con mercurio en la Amazonia