Revising the role of belowground fungi in pentachlorophenol pollution management: insights from Tunisian cork oak forests

Análise do papel dos fungos do solo na gestão da poluição por pentaclorofenol: perspetivas das florestas de sobreiro na Tunísia

Analyse du rôle des champignons souterrains dans la gestion de la pollution par le pentachlorophénol: Perspectives des forêts de chênes-lièges en Tunisie

¹ Instituto Nacional de Investigação Agrária e Veterinária, I.P., Av. da República, 2780-159 Oeiras, Portugal
² Instituto de Tecnologia Química e Biológica António Xavier, Universidade Nova de Lisboa, (ITQB NOVA), Oeiras, Portugal Oeiras, Portugal

^* E-mail: adelia.varela@iniav.pt

Abstract

This summarizes the doctoral thesis “Belowground fungi are key sentinels in forest soils vulnerable to pentachlorophenol pollution: a mechanistic study in Quercus suber forests”. The PhD degree was awarded by ITQB NOVA in March 2018. It comprises a revision of the major issues, objectives, methodology and results, as well as a few possible recommendations for future work on bioremediation of halogenated aromatic pollutants. The working hypothesis of the thesis proposed that soils in Tunisian cork oak forests are likely contaminated with pentachlorophenol (PCP), a persistent organic pollutant (POP). This hypothesis is based on frequent reports of cork contamination with pentachloroanisole (PCA), which is likely formed through microbial conversion of PCP. Furthermore, PCP was considered a suitable model for investigating the role of soil mycobiota in pollution management due to its ability to travel long distances in the atmosphere, partition favourably into the soil layer, and moderate abiotic resistance, besides its life-threatening toxicity. Finally, fungi play a key role in colonizing soil in cork oak forests. These concepts have been applied in the "Preventive and remediation strategies for continuous elimination of polychlorinated phenols from forest soil" project (SfP-NATO 981674, 2006-2011). Overall the major findings of the study include the demonstration of the prevalence of PCP in the soils of Tunisian cork oak forests. Additionally, the study elucidated both the significance and impact of fungal activity in the mitigation and dispersion of PCP.

Resumo

Este trabalho é o resumo da tese de doutoramento "Os fungos do solo são sentinelas-chave nos solos florestais vulneráveis à poluição por pentaclorofenol: um estudo em florestas de Montado, Quercus suber". O grau de doutor foi concedido pelo ITQB NOVA em março de 2018. Inclui uma revisão dos principais problemas, objetivos, metodologia e resultados, bem como algumas recomendações possíveis para trabalhos futuros sobre biorremediação de poluentes aromáticos halogenados.

A hipótese de trabalho da tese propôs que os solos das florestas de sobreiros na Tunísia estão provavelmente contaminados com pentaclorofenol (PCP), um poluente orgânico persistente (POP). Essa hipótese baseia-se em relatos frequentes de contaminação de cortiça com pentacloroanisole (PCA), que provavelmente é formado através da conversão microbiana do PCP. Além disso, o PCP foi considerado um modelo adequado para investigar o papel da micobiota do solo na gestão da poluição devido à sua capacidade de viajar longas distâncias na atmosfera, se distribuir favoravelmente na camada do solo e moderar a resistência abiótica, além da sua toxicidade mortal. Por fim, os fungos desempenham um papel chave na colonização do solo em florestas de sobreiros. Estes conceitos foram aplicados no projeto "Estratégias preventivas e de remediação para a eliminação contínua de fenóis policlorados do solo florestal" (SfP-NATO 981674, 2006-2011). No geral, as principais descobertas do estudo incluem a demonstração da prevalência do PCP nos solos das florestas de sobreiros na Tunísia. Além disso, o estudo elucidou tanto a importância quanto o impacto da atividade fúngica na mitigação e dispersão do PCP.

Résumé

Ceci résume la thèse de doctorat "Les champignons souterrains sont des sentinelles clés dans les sols forestiers vulnérables à la pollution par le pentachlorophénol: une étude mécaniste dans les forêts de Quercus suber". Le doctorat a été décerné par l'ITQB NOVA en mars 2018. Il comprend une révision des principaux problèmes, objectifs, méthodologie et résultats, ainsi que quelques recommandations possibles pour les travaux futurs sur la bioremédiation des polluants aromatiques halogénés. L'hypothèse de travail de thèse proposait que les sols des forêts de chênes-lièges en Tunisie sont probablement contaminés par le pentachlorophénol (PCP), un polluant organique persistant (POP). Cette hypothèse est basée sur des rapports fréquents de contamination du liège par le pentachloroanisole (PCA), qui est probablement formé par conversion microbienne du PCP. De plus, le PCP a été considéré comme un modèle adapté pour étudier le rôle du mycobiote des sols dans la gestion de la pollution en raison de sa capacité à voyager sur de longues distances dans l'atmosphère, à se partitionner favorablement dans les couches de sols et à modérer la résistance abiotique, outre sa toxicité mortelle. Enfin, les champignons jouent un rôle clé dans la colonisation du sol dans les forêts de chênes-lièges. Ces concepts ont été appliqués dans le projet "Stratégies préventives et de remédiatives pour l'élimination continue des phénols polychlorés des sols forestiers" (SfP-NATO 981674, 2006-2011). Dans l'ensemble, les principaux résultats de l'étude comprennent la démonstration de la prévalence du PCP dans les sols des forêts de chênes-lièges de Tunisie. De plus, l'étude a élucidé à la fois l'importance et l'impact de l'activité fongique dans la mitigation et la dispersion du PCP.