Biodiversity of nitrogen-fixing bacteria in coal mining area

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorCoal is a fossil fuel extracted from underground by mining processes with the greatest availability in the world. In the state of Rio Grande do Sul, Brazil, the main source is the Candiota Mine with reserves of a billion tonnes likely to be mined in the open. This activity results in built environments with a high degree of disorganization, acid pH, heavy metal toxicity and susceptible to erosion. Exposing this weathering and sulphide minerals facilitates the formation of acid mine drainage, changing and affecting the quality of water, soil and air. Aiming to restore and preserve the desirable environmental conditions it is necessary to recover those mining areas. An alternative is the introduction of nitrogen-fixing bacteria that benefit the growth of leguminous plants. In this perspective, this study aimed to investigate the biodiversity of nitrogen fixing bacteria in soils built after coal mining. Contruidos soil samples were collected and after, in solution, added on substrate with plants-baits siratro and vetch to perform the isolation of nitrogen-fixing bacteria (BNF) through nodes. After the isolates were subjected to the pH (3.0, 4.0, 5.0, 7.0 and 9.0) testing and heavy metals (Cd, Cu, Pb, Ni and Zn in 3 different dosages ). Later isolates efficient at pH test were subjected to molecular characterization and verification of Noda and nifH genes. The data obtained showed a large number of isolates tolerant to different pH values and different metals with different concentrations. Molecular characterization showed 4 phyla α-β-γ-Proteobacteria and Firmicutes, whichever phylum α-proteobacteria, mainly Bradyrhizobium sp. Due greater adaptation in acidic environments, the predominant characteristic of degraded areas after coal mining.O carvão é o combustível fóssil extraído do subsolo por processos de mineração com a maior disponibilidade no mundo. No estado do Rio Grande do Sul, Brasil, a principal fonte é a Mina de Candiota, com reservas de um bilhão de toneladas passíveis de serem mineradas a céu aberto. Essa atividade resulta em ambientes construídos com elevado grau de desestruturação, pH ácido, toxicidade de metais pesados e susceptível a processos erosivos. A exposição deste às condições atmosféricas e a minerais sulfetados possibilita a formação de drenagem ácida de mina, alterando e comprometendo a qualidade da água, do solo e do ar. Visando reestabelecer e preservar as condições ambientais desejáveis torna-se necessário a recuperação dessas áreas de mineração. Uma alternativa é a introdução de bactérias fixadoras de nitrogênio que beneficiam o crescimento de plantas leguminosas. Nesta perspectiva, este trabalho teve por objetivo investigar a biodiversidade de bactérias fixadoras de nitrogênio em solos construídos após a mineração de carvão. As amostras de solos contruídos foram coletadas e após, em solução, adicionadas em substrato com plantas-iscas de siratro e de ervilhaca para realizar o isolamento das bactérias fixadoras de nitrogênio (FBN) através dos nódulos. Após, os isolados foram submetidos ao teste de pH (3,0; 4,0; 5,0; 7,0 e 9,0) e de metais pesados (Cd, Cu, Pb, Ni e Zn, em 3 dosagens diferentes). Posteriormente os isolados mais eficientes no teste de pH foram submetidos a caracterização molecular e verificação dos genes nodA e nifH. Os dados obtidos apresentaram um amplo número de isolados tolerantes a diversos valores de pH e diferentes metais com variadas concentrações. A caracterização molecular demonstrou 4 filos α-β-γ-Proteobacteria e Firmicutes, prevalecendo o filo α-proteobacteria, principalmente por Bradyrhizobium sp., devido maior adaptação em ambientes ácidos, característica predominante das áreas degradadas após a mineração de carvão