Procedure di arricchimento per l'isolamento e la selezione di ceppi fungini potenziali agenti di biorisanamento di un suolo urbano contaminato da idrocarburi policiclici aromatici

In Europe, soil pollution is a problem strongly linked to its past as an industrial leader and the most frequently found contaminants in polluted sites are: heavy metals and mineral oils, followed by polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and a mixture of benzene, toluene, ethylbenzene and xylene (BTEX). Due to the toxicity of pollutants, it is important to remediate these polluted sites. In recent years, bioremediation practices that exploit the ability of living organisms to degrade/transform contaminants are becoming increasingly widespread. This thesis work focused on the isolation and characterization of autochthonous fungal strains present in the soil of a former urban garden located in the Meisino Park (Turin), contaminated by several PAHs, which will later be subjected to bioremediation treatments. A culturomic enrichment technique was used to isolate fungal strains, involving the use of target pollutants (phenanthrene, fluoranthene, benzo[a]pyrene, benzo[g,h,i]perylene and a mix of the four pollutants) as the sole carbon source. The isolated fungi were identified through a polyphasic approach. In parallel, a study on the changes in the microbial community (fungi and bacteria) during the different enrichment phases was conducted using metabarcoding. Following the enrichment process, 102 fungal isolates were obtained, identified through a polyphasic approach. 19 taxa were identified, mainly attributable to the phylum Ascomycota (101 isolates) and only one isolate belonging to the phylum Basidiomycota. Furthermore, 58 selected strains were subjected to three different types of tests to investigate their ability to produce biosurfactants. Metabarcoding analyses were used to verify the changes that occurred within the fungal community during the enrichment phases. The dominance of the Ascomycota phylum was highlighted for all samples and in all enrichment steps, the greatest differences were obtained at the genus level between the samples from the first and third step of the different pollutants. Another observation concerns the number of OTUs that decreases in relation to the toxicity of the pollutants and, even more significantly, as the enrichment process progresses. The analysis also revealed a significant increase in the presence of animal and plant pathogens in the samples subjected to enrichment compared to the control sample, highlighting how there is a correlation between resistance to pollutants and pathogenicity.

In Europa l’inquinamento del suolo è un problema fortemente legato al suo passato di leader industriale e i contaminanti più frequentemente ritrovati nei siti inquinati sono: metalli pesanti e oli minerali, seguiti dagli idrocarburi policiclici aromatici (IPA) e una mistura di benzene, toluene, etilbenzene e xylene (BTEX). A causa della tossicità degli inquinanti è importante risanare questi siti inquinati. Negli ultimi anni si stanno diffondendo sempre di più le pratiche di biorisanamento che sfruttano le capacità di organismi viventi per degradare/trasformare i contaminanti. Questo lavoro di Tesi si è concentrato sull'isolamento e la caratterizzazione di ceppi fungini autoctoni presenti nel suolo di un ex orto urbano sito nel Parco del Meisino (Torino), contaminato da diversi IPA, che in seguito sarà sottoposto a trattamenti di biorisanamento. Per l’isolamento dei ceppi fungini è stata impiegata una tecnica culturomica di arricchimento che ha previsto l’utilizzo di inquinanti target (fenantrene, fluorantene, benzo[a]pirene, benzo[g,h,i]perilene e un mix dei quattro inquinanti) come unica fonte di carbonio. I funghi isolati sono stati identificati attraverso un approccio polifasico. Parallelamente, mediante metabarcoding, è stato condotto uno studio sulle variazioni della comunità microbica (funghi e batteri) durante le diverse fasi di arricchimento. A seguito del processo di arricchimento sono stati ottenuti 102 isolati fungini identificati attraverso un approccio polifasico. Sono stati individuati 19 taxa principalmente ascrivibili al phylum Ascomycota (101 isolati) e solo un isolato appartenente al phylum Basidiomycota. Inoltre, 58 ceppi selezionati sono stati sottoposti a tre divese tipologie di test per indagare la loro capacità di produrre biosurfattanti. Con le analisi metabarcoding è stato possibile verificare i cambiamenti avvenuti all’interno della comunità fungina durante le fasi di arricchimento. Si è evidenziata la dominanza del phylum Ascomycota per tutti i campioni e in tutte le fasi di arricchimento, le maggiori differenze si sono ottenute a livello di genere tra i campioni provenienti dal primo e dal terzo step dei diversi inquinanti. Un’altra osservazione riguarda il numero di OTU che diminuisce in relazione alla tossicità degli inquinanti e, in modo ancor più significativo, con l’avanzare del procedimento di arricchimento. L’analisi inoltre ha fatto emergere un aumento significativo della presenza di patogeni animali e vegetali nei campioni sottoposti ad arricchimento rispetto al campione di controllo, mettendo in evidenza come ci sia una correlazione tra resistenza agli inquinanti e patogenicità.