Bacterias endófitas asociadas a los géneros Cyperus y Paspalum en suelos contaminados con mercurio

Endophytic bacteria associated to genus Cyperus and Paspalum in soils with mercury contamination

Contenido principal del artículo

Alexander Pérez
Dalila Martínez
Zafiro Barraza
José Marrugo

Resumen

El objetivo de este estudio fue aislar e identificar bacterias endófitas resistentes a mercurio, asociadas a los géneros Cyperus y Paspalum, en suelos de Mina Santa Cruz, Bolívar, Colombia. Para ello, se colectaron muestras de suelo y de plantas herbáceas, con el fin de evaluar, mediante espectrofotometría de absorción atómica por vapor frío, la concentración de mercurio total. Se utilizaron muestras de tejidos vegetales para el aislamiento y la determinación poblacional de bacterias endófitas. La resistencia a mercurio in vitro de los aislados, se evaluó en agar nutritivo suplementado con HgCl2; los aislados resistentes fueron identificados, a nivel molecular. La concentración de mercurio total en el suelo de Mina Santa Cruz fue de 4,7mg·kg-1. Las especies vegetales colectadas fueron Paspalum arundinaceumCyperus luzulae y Cyperus laxus. La mayor concentración de mercurio en los tejidos vegetales fue encontrada en raíz, con un rango de 1,5 a 3,8mg·kg-1. Las especies P. arundinaceum y C. laxus presentaron las mayores densidades poblacionales de endófitas en sus tejidos 1 x 108 UFC, aproximadamente. Se aislaron siete bacterias endófitas resistentes, a concentraciones de 350 y 400 ppm de mercurio. De los tejidos de P. arundinaceum, se aislaron cuatro bacterias, que corresponden a Burkholderia cepaciaBurkholderia sp. y dos aislados tuvieron gran similitud con Bacillus sp.; para C. luzulae, se aislaron dos endófitas resistentes a mercurio, una identificada como Ralstonia solanacearum y, la otra, como Burkholderia sp.; para C. laxus, un aislado que hace parte de la familia Xanthomonadaceae, también tuvo resistencia a mercurio.

 

Palabras clave:

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Detalles del artículo

Referencias (VER)

ADRIANO, D.C. 2001. Trace elements in the terrestrial environment. Springer, New York. p.411-450.

ARGUMEDO, M.; VIDAL, J.; MARRUGO, J. 2013. Mercurio total en animales domésticos en Mina Santa Cruz, sur de Bolívar - Colombia. Rev. Col. Ciencia Animal. 5 (2):366-379.

BRYSON, C.; CARTER, R. 2008. The significance of Cyperaceae as weeds. Sedges, uses, diversity, and systematic of the Cyperaceae. Missouri: Monogr Syst. Bot. Mo. Bot. Gard. 108. p.15-101.

CASIERRA-POSADA, F.; AGUILAR-AVENDAÑO, O. 2007. Estrés por aluminio en plantas: reacciones en el suelo, síntomas en vegetales y posibilidades de corrección. Rev. Col. Ciencias Hort. 1(2):246-257.

CORDY, P.; VEIGA, M.; SALIH, I.; AL-SAADI, S.; CONSOLE, S.; GARCIA, O.; MESA, L.; VELÁSQUEZ-LÓPEZ, P.; ROESER, M. 2011. Mercury contamination from artisanal gold mining in Antioquia, Colombia: The world's highest per capita mercury pollution. Sci. Total Environm. 410-411:154-160.

CUI, W.; FANG, P.; ZHU, K.; MAO, Y.; GAO, C.; XIE, Y.; WANG, J.; SHEN, W. 2014. Hydrogen-rich water confers plant tolerance to mercury toxicity in alfalfa seedlings. Ecotoxicol. Environm. Safety. 105: 103-111.

DE, J.; RAMAIAH, N.; MESQUITA, A.; VERLEKAR, X. 2003. Tolerance to various toxicants by marine bacteria highly resistant to mercury. Marine Biotechn. 5(2):185-193.

ESCALANTE-ESPINOSA, E.; GALLEGOS-MARTÍNEZ, M.; FAVELA-TORRES, E.; GUTIERREZ-ROJAS, M. 2005. Improvement of the hydrocarbon phytoremediation rate by Cyperus laxus Lam. inoculated with a microbial consortium in a model system. Chemosphere. 59:405-413.

EVERS, G.; BURSON, B. 2004. Dallisgrass and other Paspalum species. In: Moser, L.E.; Burson, B.L.; Sollenberger, L.E. (eds). Warm-Season (C4) Grasses, Agronomy Monographs 45. eds. Madison, Wisconsin. p.681-713.

HOLMES, P.; JAMES, K.; LEVY, L. 2009. Is low-level environmental mercury exposure of concern to human health? Sci. Total Environm. 408(2):171-182.

INSTITUTO GEOGRÁFICO AGUSTÍN CODAZZI -IGAC-. 2015. ¿Cómo realizar la toma de muestras para suelos? Disponible desde internet en: http://www.igac.gov.co/wps/portal/igac/raiz/iniciohome/tramites/!ut/p/ c4/04_SB8K8xLLM9MSSzPy8xBz9CP0os3hHT3d_ JydDRwN3t0BX A0 _vUKMwf2 8PI4 NQI_2C b EdF AJ67 NCc!/?WCM_PORTLET=PC_7 _ AIGOBB1A08AGF0ISG6J8NS30 (con acceso 26/03/2015).

JIANG, C.; SHENG, X.; QUIAN, M.; WANG, Q. 2008. Isolation and characterization of a heavy metalresistant Burkholderia sp. from heavy metalcontaminated paddy field soil and its potential in promoting plant growth and heavy metal accumulation in metal-polluted soil. Chemosphere. 72(2):157-164.

KABATA-PENDIAS, A. 2011. Trace elements in soils and plants. 4th ed. CRC Press, Boca Ratón (Estados Unidos). p.304-312.

LODEWYCKX, C.; TAGHAVI, S.; MERGEAY, M.; VANGRONSVELD, J.; CLIJSTERS, H.; VAN DER LELIE, D. 2001. The effect of recombinant heavy metal resistant endophytic bacteria in heavy metal uptake by their host plant. Int. J. Phytoremed. 3:173- 187.

LÓPEZ-MARTÍNEZ, S.; GALLEGOS-MARTÍNEZ, M.; PÉREZ-FLORES, L.; GUTIÉRREZ-ROJAS, M. 2008. Contaminated soil phytoremediation by Cyperus laxus Lam. cytochrome p450 erod-activity induced by hydrocarbons in roots. Int. J. Phytoremed. 10:289-301.

LUO, S.; CHEN, L.; CHEN, J.; XIAO, X.; XU, T.; WAN, Y.; RAO, C.; LIU, C.; LIU, Y.; LAI, C.; ZENG, G. 2011. Analysis and characterization of cultivable heavy metal-resistant bacterial endophytes isolated from Cd-hyperaccumulator Solanum nigrum L. and their potential use for phytoremediation. Chemosphere. 85:1130-1138.

MA, Y.; PRASAD, M.; RAJKUMAR, M.; FREITAS, H. 2011. Plant growth promoting rhizobacteria and endophytes accelerate phytoremediation of metalliferous soils. Biotechnol. Adv. 29:248-258.

MA, Y.; OLIVEIRA, R.; NAI, F.; RAJKUMAR, M.; LUO, Y.; ROCHA, I.; FREITAS, H. 2015. The hyperaccumulator Sedum plumbizincicola harbors metal-resistant endophytic bacteria that improve its phytoextraction capacity in multi-metal contaminated soil. J. Environm. Managem. 156:62-69.

MARRUGO-NEGRETE, J.; DURANGO-HERNÁNDEZ, J.; PINEDO-HERNÁNDEZ, J.; OLIVERO- VERBEL, J.; DÍEZ, S. 2015. Phytoremediation of mercury-contaminated soils by Jatropha curcas. Chemosphere. 127:58-63.

MORENO, F.; ANDERSON, C.; STEWART, R.; ROBINSON, B. 2008. Phytofiltration of mercury-contaminated water: Volatilisation and plant-accumulation aspects. Environm. Exp. Bot. 62:78-85.

NITHYA, C.; GNANALAKSHMI, B.; PANDIAN, S. 2011. Assessment and characterization of heavy metal resistance in Palk Bay sediment bacteria. Marine Environm. Res. 71(4):283-294.

OLARTE, L.; MUÑOZ, B.; BENAVIDES, G.; GARAVITO, F.; LUNA, C.; MEJÍA, L.; ROZO, E. 1979. Métodos analíticos del laboratorio de suelos. Instituto Geográfico Agustín Codazzi. 4a. ed. Bogotá, Colombia.

OLIVEIRA, M.; SANTOS, T.; VALE, H.; DELVAUX, J.; CORDERO, P.; FERREIRA, A.; MIGUEL, P.; TOTOLA, M.; COSTA, M.; MORAES, C.; BORGES, A. 2013. Endophytic microbial diversity in coffee cherries of Coffea arabica from southeastern Brazil. Can. J. Microbiol. 59:221-30.

PÉREZ, A.; ROJAS, J.; FUENTES, J. 2010. Diversidad de bacterias endófitas asociadas a raíces del pasto colosuana (Bothriochloa pertusa) en tres localidades del departamento de Sucre, Colombia. Acta Biol. Col. 15 (2):219-228.

PÉREZ, A.; ARROYO, E.; CHAMORRO, A. 2015. Resistencia a níquel en bacterias endófitas aisladas a partir de Oriza sativa en Colombia. Rev. Soc. Venez. Microbiol. 35:20-25.

POSCHENRIEDER, C.; BARCELÓ, J. 2003. Estrés por metales pesados. In: Reigosa, M.J., Pedrol, N., Sánchez, A. (eds.). Ecofisiología Vegetal. Madrid. p.413-442.

RAJKUMAR, M.; NORIHARU, A.; FREITAS, H. 2009. Endophytic bacteria and their potential to enhance heavy metal phytoextraction. Chemosphere 77:153- 160.

RANJARD, L.; BROTHIER, E.; NAZARET, S. 2000. Sequencing bands of ribosomal intergenic spacer analysis fingerprints for characterization and microscale distribution of soil bacterium populations responding to mercury spiking. Appl. Environm. Microbiol. 66(12):5334-5339.

SÁNCHEZ, E.; CURETTI, M. 2006. Los suelos salinos y sódicos. Fruticult. Diversific. 12(49):10-13.

SORKHOH, N.; ALI, N.; DASHTI, N.; AL-MAILEM, D.; AL-AWADHI, H.; ELIYAS, M.; RADWAN, S. 2010. Soil bacteria with the combined potential for oil utilization, nitrogen fixation and mercury resistance. Int. Biodeterior. Biodegr. 64:226-231.

TERÁN-MITA, T.; FAZ, A.; SALVADOR, F.; AROCENA, J.; ACOSTA, J. 2013. High altitude artisanal small-scale gold mines are hot spots for mercury in soilsand plants. Environm. Poll. 173:103-109.

VAN OVERBEEK, L.; BERGERVOET, J.; JACOBS, F.; VAN ELSAS, J. 2004. The low-temperature-induced viable-but nonculturable state affects the virulence of Ralstonia solanacearum biovar 2. Phytopathology. 94:463-469.

VIDAL, J.; MARRUGO, J.; JARAMILLO, B.; PEREZ, L. 2010. Remediación de suelos contaminados con mercurio utilizando guarumo (Cecropia peltata). Ing. Desarrollo. 27:113-129.

WANG, Y.; GREGER, M. 2004. Clonal differences in mercury tolerance, accumulation, and distribution in willow. J. Environm. Quality. 33:1779-1785.

WEYENS, N.; VAN DER LELIE, D.; TAGHAVI, S.; VANGRONSVELD, J. 2009. Phytoremediation: plantendophyte partnerships take the challenge. Current Opinion Biotechn. 20:248-254.

YADAV, S. 2010. Heavy metals toxicity in plants: An overview on the role of glutathione and phytochelatins in heavy metal stress tolerance of plants. South Afr. J. Bot. 76:167-179.

Citado por