Phenotypic identification of soil bacterial and fungal communities inhabiting an archaeological monument at Augustine University, Ilara Epe, southwest Nigeria

Abstract

Background: The Sungbo Eredo Monument is an ancient public work with a system of defensive walls and ditches located in Eredo Local Council Development Area of Epe, Lagos State, southwest Nigeria. A huge section of the monument cuts through the Augustine University campus, forming two-sided vertical walls with a deep ridge in-between. The objective of this investigative study is to determine the microbial profile of soil samples from the monument in the University campus.

Methodology: Soil samples were collected from the topsoil at a depth of 7.5cm from four randomly selected points along the edge of the monument. The samples were transported to the microbiology laboratory of the Department of Biological Sciences of Augustine University for analysis. Samples were cultured on Nutrient agar (NA) and incubated aerobically for 24-48 hours for bacteria isolation and on Sabouraud’s Dextrose agar (SDA) for 72 hours for fungi isolation. Bacterial colonies on NA were preliminarily identified to genus level by Gram reaction and conventional biochemical test scheme for Gram-positive (catalase, coagulase, starch hydrolysis) and Gram-negative isolates (oxidase, urease test, indole, methyl red, Voges Proskauer and sugar fermentation tests). Fungi colonies on SDA were identified using conventional macroscopic and microscopic characteristics. Antibiotic susceptibility test of the bacterial isolates to selected antibiotics was done using the Kirby Bauer disc diffusion method.

Results: A total of twenty-three bacterial isolates in four genera; Bacillus, Staphylococcus, Cellobiococcus and Micrococcus and nine fungal isolates in three genera; Saccharomyces, Aspergillus and Botrytis were identified from the cultures. The bacterial isolates were sensitive (>50% sensitivity) to only gentamicin and ofloxacin, with 65.2% and 78.3% sensitivity rates respectively, while they were largely resistant to all other antibiotics such as ceftriaxone, erythromycin, cefuroxime, cloxacillin, ceftazidime and augmentin, with resistance rates of 65.2%, 65.2%, 73.9%, 82.6%, 86.9%, 91.3% respectively.

Conclusion: The results of this investigative study revealed the presence of antibiotic-resistant bacteria (mainly Gram-positive) and fungi on the archaeological monument of Augustine University, adding to the existing data on microbial spectrum of archaeological monuments that could be useful for unraveling human cultural habits and microbe-related human diseases. However, further studies on molecular identification of these microbial spectrum will be required to ascertain their genetic relatedness and ancestral phylogeny, which will be useful for archaeologists in their study of the Sungbo-Eredo ancestral monument.

French title: Identification phénotypique des communautés bactériennes et fongiques du sol habitant un monument archéologique à l'Université Augustine, Ilara Epe, sud-ouest du Nigeria

Contexte: Le monument Sungbo Eredo est un ancien ouvrage public doté d'un système de murs défensifs et de fossés situé dans la zone de développement du conseil local d'Eredo à Epe, dans l'État de Lagos, au sud-ouest du Nigéria. Une énorme section du monument traverse le campus de l'Université Augustine, formant des murs verticaux à deux côtés avec une crête profonde entre les deux. L'objectif de cette étude d'investigation est de déterminer le profil microbien d'échantillons de sol provenant du monument du campus universitaire.

Méthodologie: Des échantillons de sol ont été prélevés dans la couche arable à une profondeur de 7,5 cm à partir de quatre points choisis au hasard le long du bord du monument. Les échantillons ont été transportés au laboratoire de microbiologie du Département des sciences biologiques de l'Université Augustine pour analyse. Les échantillons ont été cultivés sur gélose nutritive (NA) et incubés en aérobie pendant 24 à 48 heures pour l'isolement des bactéries et sur gélose au dextrose de Sabouraud's(SDA) pendant 72 heures pour l'isolement des champignons. Les colonies bactériennes sur NA ont été préalablement identifiées au niveau du genre par réaction de Gram et schéma de test biochimique conventionnel pour les isolats Gram-positif (catalase, coagulase, hydrolyse de l'amidon) et Gram-négatif (oxydase, test à l'uréase, indole, rouge de méthyle, Voges Proskauer et sucre essais de fermentation). Les colonies de champignons sur SDA ont été identifiées en utilisant des caractéristiques macroscopiques et microscopiques conventionnelles. Le test de sensibilité aux antibiotiques des isolats bactériens à des antibiotiques sélectionnés a été effectué en utilisant la méthode de diffusion sur disque de Kirby Bauer.

Résultats: Un total de vingt-trois isolats bactériens dans quatre genres; Bacillus, Staphylococcus, Cellobiococcus et Micrococcus et neuf isolats fongiques de trois genres; Saccharomyces, Aspergillus et Botrytis ont été identifiés à partir des cultures. Les isolats bactériens étaient sensibles (sensibilité >50%) uniquement à la gentamicine et à l'ofloxacine, avec des taux de sensibilité de 65,2 % et 78,3 % respectivement, alors qu'ils étaient largement résistants à tous les autres antibiotiques comme la ceftriaxone, l'érythromycine, la céfuroxime, la cloxacilline, la ceftazidime et l'augmentine avec des taux de résistance de 65,2%, 65,2%, 73,9%, 82,6%, 86,9%, 91,3% respectivement.

Conclusion: Les résultats de cette étude d'investigation ont révélé la présence de bactéries résistantes aux antibiotiques (principalement à Gram positif) et de champignons sur le monument archéologique de l'Université Augustine, ajoutant aux données existantes sur le spectre microbien des monuments archéologiques qui pourraient être utiles pour démêler l'homme. les habitudes culturelles et les maladies humaines liées aux microbes. Cependant, d'autres études sur l'identification moléculaire de ces spectres microbiens seront nécessaires pour déterminer leur parenté génétique et leur phylogénie ancestrale, ce qui sera utile aux archéologues dans leur étude du monument ancestral Sungbo-Eredo.