Roxarsone (ROX), an organoarsenical compound used as food additive in the poultry industry, has the potential risk to contaminate the environment, mainly by the use of poultry industry manure as fertilizer. The aim of this work was to isolate and characterize a bacterial consortium from agricultural soil, capable of degrading ROX under aerobic conditions. Soil samples were collected from a poultry industry (Bio Bio Region, Chile) and were enriched in 9.1% (weight/volume) R2A broth at room temperature. The selected bacterial consortium was grown in the absence and presence of 0.5 mM ROX at 25 °C with agitation (125 rpm) and under aerobic conditions. The consortium was characterized by DGGE coupled to a multidimensional scaling analysis (MDS). Shannon-Weaver (H’) and Pielou (J’) indexes were determined. In addition, effects of abiotic factors (temperature and pH) and carbon sources on the transformation of ROX were evaluated in a chemically defined medium (CDM). The results showed that the growth rate was 1.38-fold higher in ROX presence and that ROX degradation was 41.6% after 168 h of incubation. MDS results demonstrated that the consortium structure changes from 70% to 50% similarity while a decrease and increase in indexes of H’ and J’, respectively, was observed in the presence of ROX. Abiotic factors assessment showed that after 120 h incubation, at 37 °C and pH 7, when using lactate as carbon source ROX reduction reached 57.8% but when glucose was used ROX biotransformation reached 62.3%, exceeding other carbon sources used. Microbiological degradation of ROX under aerobic conditions has been rarely reported and it has a potential environmental impact on agricultural soils fertilized with ROX contaminated manure.
Roxarsone (ROX) es un compuesto organoarsenical utilizado como aditivo alimentario en la industria avicola y tiene el riesgo potencial de contaminar el ambiente, debido al uso de estiércol de aves de corral como fertilizante. El objetivo del presente trabajo fue aislar y caracterizar un consorcio bacteriano, proveniente de un suelo agricola, capaz de degradar ROX bajo condiciones aeróbicas. Muestras de suelos colectadas en las cercanías de una industria avícola (Octava región, CHILE) fueron enriquecidas en caldo R2A 9,1% (p/v). El consorcio bacteriano seleccionado fue crecido a 25°C con agitación constante (125 rpm) en ausencia y presencia de ROX (0,5 mM) y en condiciones de aerobiosis. El consorcio fue caracterizado molecularmente por DGGE acoplado a un análisis de escalamiento multidimensional (MDS) y mediante la determinación de los índices de diversidad de Shannon-Weaver (H’) y de equidad de Pielou (J’). Además, se evaluó el efecto de factores abióticos (temperatura, pH y fuentes carbono) sobre la degradación bacteriana de ROX en un medio químicamente definido (MQD). Los resultados demostraron que la velocidad de crecimiento del consorcio bacteriano en presencia de ROX fue 1,38 veces mayor respecto al control sin ROX, degradándose hasta un 41,6% del organoarsenical luego de 168 h de incubación. El análisis MDS reveló que la estructura del consorcio cambió de 70% a 50% su similitud en presencia de ROX, mientras que se observó una disminución y aumento en los índices de H’ y J’, respectivamente, en presencia de ROX. Los factores abióticos mostraron que, luego de 120 h de incubación, a 37 ° C y pH 7, en presencia de lactato como fuente de carbono la reducción ROX llegó a 57,8% y en presencia de glucosa la biotransformación ROX alcanzó 62,3%, ambas superiores a otras fuentes de carbono utilizadas. La degradación microbiológica de ROX en condiciones aeróbicas ha sido pobremente informado y tiene un potencial impacto ambiental sobre suelos agrícolas fertilizados con estiércol contaminado ROX.