Thesis:

Caracterización de bacterias degradadoras de compuestos herbicidas del tipo S-triazinas y estudios de su potencial biotecnológico

Los plaguicidas son instrumentos imprescindibles en la agricultura para el control de plagas, aunque poseen un alto potencial contaminante. Las s-triazinas (atrazina y simazina) son herbicidas de amplio uso nacional e internacional, cuya lenta degradación y lixiviación han generado su presencia como contaminantes en aguas subterráneas y superficiales, constituyendo un grave problema ambiental. El metabolismo microbiano es el principal mecanismo para degradar compuestos orgánicos xenobióticos. Se postula que cepas bacterianas nativas aisladas desde suelos agrícolas del valle de Aconcagua poseen capacidad para degradar simazina y pueden emplearse en biorremediación de suelos contaminados. Se caracterizaron 32 cepas bacterianas, identificándose especies como Achromobacter xylosidans, Agrobacterium tumefaciens, Alcaligenes faecalis, Arthrobacter chlorophenolicus, Bacillus pumilus, Pseudomonas nitroreducens, Pseudomonas citronellolis, Rhodococcus sp., y Stenotrophomonas maltophilia, entre otras. Mediante PCR se detectaron genes catabólicos de s-triazinas (atzA–atzF) en nueve cepas. Pseudomonas nitroreducens P41 y Pseudomonas citronellolis P21 mostraron alta eficiencia en la degradación de simazina, utilizando este compuesto y el ácido cianúrico como única fuente de nitrógeno. Ambas degradaron más del 60% de simazina en ensayos con células en reposo.La actividad degradativa depende de la disponibilidad de nitrógeno: los genes atz de la vía superior se expresan constitutivamente, mientras que atzD es regulado por nitrógeno, simazina y ácido cianúrico. En microcosmos de suelos agrícolas tratados con simazina (20 ppm), ambas cepas degradaron el herbicida en menos de cinco días. Pseudomonas nitroreducens P41 y Pseudomonas citronellolis P21 se perfilan como candidatas promisorias para procesos de biorremediación de suelos contaminados con simazina.

Pesticides are essential tools in agriculture for pest control, although they possess a high pollution potential. S-triazines (atrazine and simazine) are herbicides widely used nationally and internationally, whose slow degradation and leaching have led to their detection as contaminants in groundwater and surface water, representing a serious environmental problem. Microbial metabolism is the main mechanism responsible for the degradation of xenobiotic organic compounds. It is proposed that native bacterial strains isolated from agricultural soils in the Aconcagua Valley are capable of degrading simazine and can be used in bioremediation processes of contaminated soils. Thirty-two bacterial strains were characterized, including Achromobacter xylosidans, Agrobacterium tumefaciens, Alcaligenes faecalis, Arthrobacter chlorophenolicus, Bacillus pumilus, Pseudomonas nitroreducens, Pseudomonas citronellolis, Rhodococcus sp., and Stenotrophomonas maltophilia, among others. PCR analysis revealed the presence of s-triazine catabolic genes (atzA–atzF) in nine strains. Pseudomonas nitroreducens P41 and Pseudomonas citronellolis P21 efficiently degraded simazine, using it and cyanuric acid as their sole nitrogen source, achieving over 60% degradation in resting-cell assays. Degradative activity was regulated by nitrogen availability: upper-pathway atz genes were constitutively expressed, while atzD was regulated by nitrogen, simazine, and cyanuric acid. In agricultural soil microcosms treated with simazine (20 ppm), both strains degraded the herbicide in less than five days. Pseudomonas nitroreducens P41 and Pseudomonas citronellolis P21 are promising candidates for bioremediation of simazine-contaminated soils.