Aislamiento, identificación y caracterización de cepas bacterianas con potencial de degradación de los plaguicidas clorotalonil y clorpirifos
El uso indiscriminado de plaguicidas altamente tóxicos en la agricultura ha producido contaminación de los suelos y deterioro de los ecosistemas. Una solución prometedora para este problema ambiental es la biorremediación, que incluye el uso de bacterias para degradar estas sustancias contaminantes....
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| Publicado: |
Universidad Nacional, Costa Rica
2023
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| Acceso en línea: | https://www.revistas.una.ac.cr/index.php/uniciencia/article/view/17613 |
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Estrada-Gamboa, Joyce Umaña-Castro, Rodolfo Sancho-Blanco, Carolina Orozco-Aceves, Martha |
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El uso indiscriminado de plaguicidas altamente tóxicos en la agricultura ha producido contaminación de los suelos y deterioro de los ecosistemas. Una solución prometedora para este problema ambiental es la biorremediación, que incluye el uso de bacterias para degradar estas sustancias contaminantes. [Objetivo] El presente trabajo tuvo por objetivo el aislamiento, identificación y caracterización de cepas bacterianas con capacidad de degradar los plaguicidas clorotalonil y clorpirifos, para su potencial uso en la biorremediación de suelos contaminados. [Metodología] Las cepas fueron aisladas de suelos agrícolas mediante cultivos de enriquecimiento, que contenían clorotalonil o clorpirifos (20 mg/L) como única fuente de carbono. Las cepas aisladas se caracterizaron por su morfología, fisiológicamente por su respuesta a 48 pruebas bioquímicas y frente a 15 antibióticos, cinética de crecimiento, y molecularmente (amplificación del gen ADNr 16S). [Resultados] Se aisló una cepa bacteriana capaz de utilizar (y degradar) clorpirifos como fuente de carbono, identificada como Stenotrophomonas maltophilia y dos cepas bacterianas con capacidad parcial de utilizar clorotalonil como fuente de carbono, identificadas como Enterobacter cloacae y Ochrobactrum anthropi. Las tres especies bacterianas son bacilos Gram negativo y presentaron características fisiológicas diversas, incluyendo resistencia variable a ciertos antibióticos. [Conclusión] Se concluye que las bacterias aisladas tienen potencial biotecnológico para ser incorporadas en una estrategia de biorremediación de suelos contaminados, especialmente para eliminación de clorpirifos. Finalmente, se plantean perspectivas de investigación a futuro para dilucidar procesos más eficientes de degradación de clorotalonil mediante cometabolismo.
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Isolation, identification, and characterization of bacterial strains with potential for degradation of the pesticides chlorothalonil and chlorpyrifos Isolamento, identificação e caracterização de cepas bacterianas com potencial para decompor os agrotóxicos clorotalonil e clorpirifós |
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UNICIENCIA176132023-09-08T23:38:53Z Isolation, identification, and characterization of bacterial strains with potential for degradation of the pesticides chlorothalonil and chlorpyrifos Aislamiento, identificación y caracterización de cepas bacterianas con potencial de degradación de los plaguicidas clorotalonil y clorpirifos Isolamento, identificação e caracterização de cepas bacterianas com potencial para decompor os agrotóxicos clorotalonil e clorpirifós Estrada-Gamboa, Joyce Umaña-Castro, Rodolfo Sancho-Blanco, Carolina Orozco-Aceves, Martha Indiscriminate use of highly toxic pesticides in agriculture has produced soil contamination and deterioration of ecosystems. A promising solution to this environmental problem is bioremediation, which includes the use of bacteria to degrade contaminating substances. [Objective] The objective of this work was to isolate, identify, and characterize bacterial strains capable of degrading the pesticides chlorothalonil and chlorpyrifos to determine their potential use in bioremediation of contaminated soils. [Methodology] The strains were isolated from agricultural soils using enrichment cultures containing chlorothalonil or chlorpyrifos (20 mg/L) as the sole carbon source. The isolated strains were characterized by their morphology, by their physiological responses to 48 biochemical tests and sensitivity to 15 antibiotics, by their growth kinetics, and in molecular terms (amplification of the gene rDNA 16S). [Results] In total, three strains were isolated, one capable of using (and degrading) chlorpyrifos, identified as Stenotrophomonas maltophilia, and two bacterial strains with a partial ability to use chlorothalonil as a carbon source, identified as Enterobacter cloacae and Ochrobactrum anthropi. The three bacterial species are Gram-negative bacilli and have diverse physiological characteristics, including variable resistance to certain antibiotics. [Conclusion] It is concluded that the isolated bacteria have biotechnological potential to be incorporated into a bioremediation strategy for contaminated soils, especially for the elimination of chlorpyrifos. Finally, further research perspectives are proposed to determine more efficient processes of chlorothalonil degradation by cometabolism. El uso indiscriminado de plaguicidas altamente tóxicos en la agricultura ha producido contaminación de los suelos y deterioro de los ecosistemas. Una solución prometedora para este problema ambiental es la biorremediación, que incluye el uso de bacterias para degradar estas sustancias contaminantes. [Objetivo] El presente trabajo tuvo por objetivo el aislamiento, identificación y caracterización de cepas bacterianas con capacidad de degradar los plaguicidas clorotalonil y clorpirifos, para su potencial uso en la biorremediación de suelos contaminados. [Metodología] Las cepas fueron aisladas de suelos agrícolas mediante cultivos de enriquecimiento, que contenían clorotalonil o clorpirifos (20 mg/L) como única fuente de carbono. Las cepas aisladas se caracterizaron por su morfología, fisiológicamente por su respuesta a 48 pruebas bioquímicas y frente a 15 antibióticos, cinética de crecimiento, y molecularmente (amplificación del gen ADNr 16S). [Resultados] Se aisló una cepa bacteriana capaz de utilizar (y degradar) clorpirifos como fuente de carbono, identificada como Stenotrophomonas maltophilia y dos cepas bacterianas con capacidad parcial de utilizar clorotalonil como fuente de carbono, identificadas como Enterobacter cloacae y Ochrobactrum anthropi. Las tres especies bacterianas son bacilos Gram negativo y presentaron características fisiológicas diversas, incluyendo resistencia variable a ciertos antibióticos. [Conclusión] Se concluye que las bacterias aisladas tienen potencial biotecnológico para ser incorporadas en una estrategia de biorremediación de suelos contaminados, especialmente para eliminación de clorpirifos. Finalmente, se plantean perspectivas de investigación a futuro para dilucidar procesos más eficientes de degradación de clorotalonil mediante cometabolismo. O uso indiscriminado de pesticidas altamente tóxicos na agricultura tem causado contaminação do solo e deterioração dos ecossistemas. Uma solução promissora para esse problema ambiental é a biorremediação, que inclui o uso de bactérias para decompor essas substâncias poluentes. [Objetivo] O objetivo deste trabalho foi o isolamento, identificação e caracterização de cepas bacterianas com capacidade de degradar os agrotóxicos clorotalonil e clorpirifós, para seu potencial uso em biorremediação de solos contaminados. [Metodologia] As cepas foram isoladas de solos agrícolas por meio de culturas de enriquecimento, que continham clorotalonil ou clorpirifós (20 mg/L) como única fonte de carbono. As cepas isoladas foram caracterizadas quanto à morfologia, fisiologicamente pela resposta a 48 testes bioquímicos e contra 15 antibióticos, cinética de crescimento e molecularmente (amplificação do gene 16S rRNA). [Resultados] Foram isoladas uma cepa bacteriana capaz de utilizar (e decompor) o clorpirifós como fonte de carbono, identificada como Stenotrophomonas maltophilia, e duas cepas bacterianas com capacidade parcial de utilizar o clorotalonil como fonte de carbono, identificadas como Enterobacter cloacae e Ochrobactrum anthropi. As três espécies bacterianas são bacilos Gram-negativos e apresentaram diversas características fisiológicas, incluindo resistência variável a determinados antibióticos. [Conclusão] Conclui-se que as bactérias isoladas possuem potencial biotecnológico para serem incorporadas a uma estratégia de biorremediação de solos contaminados, principalmente para a eliminação de clorpirifós. Por fim, são levantadas perspectivas de pesquisas futuras para elucidar processos mais eficientes de degradação do clorotalonil por meio do cometabolismo. Universidad Nacional, Costa Rica 2023-09-01 info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion Papers evaluated by academic peers Artículos evaluados por pares académicos application/pdf text/html application/epub+zip https://www.revistas.una.ac.cr/index.php/uniciencia/article/view/17613 10.15359/ru.37-1.26 Uniciencia; Vol 37 No 1 (2023): Uniciencia. January-December, 2023; 1-16 Uniciencia; Vol. 37 Núm. 1 (2023): Uniciencia. January-December, 2023; 1-16 Uniciencia; v. 37 n. 1 (2023): Uniciencia. January-December, 2023; 1-16 2215-3470 spa https://www.revistas.una.ac.cr/index.php/uniciencia/article/view/17613/28816 https://www.revistas.una.ac.cr/index.php/uniciencia/article/view/17613/28817 https://www.revistas.una.ac.cr/index.php/uniciencia/article/view/17613/28818 Copyright (c) 2023 Shared by Journal and Authors (CC-BY-NC-ND) http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |