Potencial biotecnológico de rizobacterias procedentes de papa (Solanum tuberosum L) para la degradación de tres plaguicidas organofosforados y el herbicida 2,4-D.

Abstract

El cultivo de papa es afectado por varias plagas, como insectos, hongos, bacterias y malezas. Su control depende, principalmente, de la aplicación de insecticidas, cuyos productos de degradación son persistentes y tóxicos para el hombre, animales y el medio ambiente. Se ha demostrado que estos pueden ser degradados mediante el uso de rizobacterias. El objetivo de este trabajo fue determinar la degradación de tres plaguicidas organofosforados y el herbicida 2,4-D utilizando rizobacterias de papa. Se seleccionaron dos bacterias por su capacidad de crecer en medio mínimo de sales utilizando como única fuente de carbono plaguicidas. Se realizó la búsqueda de genes y enzimas asociados a la degradación de compuestos xenobióticos de los dos aislamientos seleccionados. Se aplicó la metodología COT y HPLC para detectar la degradación de los plaguicidas. La cinética de crecimiento mostró que Raoultella terrigena C47 y Enterobacter asburiae TN152 utilizan los plaguicidas como única fuente de carbono, debido a que tienen genes que están asociados a la degradación de insecticidas. La enzima citocromo P450 fue detectada tanto en C47 como TN152, específica para el metabolismo y degradación de clorpirifos. Mediante la técnica de HPLC se comprobó la degradación de clorpirifos por parte de R. terrigena C47. Estos resultados demuestran que las rizobacterias aisladas de papa tienen el potencial de degradar los compuestos en estudio. Se espera a futuro que estos microorganismos puedan implementarse en técnicas de biorremediación y poder llevar el diseño experimental a mayor escala, para el tratamiento directo de los productos de degradación de estos contaminantes.

The potato crop is affected by various pests, such as insects, fungi, bacteria and weeds. Its control depends mainly on the application of insecticides, whose degradation products are persistent and toxic to man, animals and the environment. These have been shown to be degraded through the use of rhizobacteria. The objective of this work was to determine the degradation of three organophosphate pesticides and the 2,4-D herbicide using potato rhizobacteria. Two bacteria were selected for their ability to grow in minimal salt medium using pesticides as the sole carbon source. The search for genes and enzymes associated with the degradation of xenobiotic compounds of the two selected isolates was performed. The TOC and HPLC methodology were applied to detect the degradation of pesticides. Growth kinetics showed that Raoultella terrigena C47 and Enterobacter asburiae TN152 use pesticides as the only carbon source, because they have genes that are associated with the degradation of insecticides. The cytochrome P450 enzyme was detected in both C47 and TN152, specific for the metabolism and degradation of chlorpyrifos. Using the HPLC technique, the degradation of chlorpyrifos by R. terrigena C47 was verified. These results demonstrate that isolated potato rhizobacteria have the potential to degrade the compounds under study. It is expected in the future that these microorganisms can be implemented in bioremediation techniques and be able to carry out the experimental design on a larger scale, for the direct treatment of the degradation products of these contaminants.