Biodegradacion de plaguicidas de uso agricola : Aislamiento y caracterizacion de bacterias degradadoras para su aplicacion en procesos de biorremediacion

Abstract

La provincia de Córdoba concentra actividades productivas dependientes del uso de herbicidas. Entre los diversos tipos, la atrazina (s-triazina) es altamente aplicada por la agricultura regional. Mediante diversos mecanismos de transporte ambiental este herbicida puede alcanzar los cuerpos de agua superficiales alterando la calidad de este recurso. Los sistemas de agua dulce revisten de vital importancia no sólo por sus beneficios para la vida del hombre sino también como hábitat natural de la diversidad biológica. Dependiendo de las condiciones del ambiente y del potencial genético, la microbiota nativa puede participar en la biodegradación de contaminantes como atrazina, aunque su presencia puede promover cambios en la estructura y función de dichas comunidades. En aquellos ecosistemas en los que no ocurre la atenuación natural del herbicida, es necesario recurrir a estrategias de biorremediación. El presente trabajo de tesis propone: a) estudiar el impacto ambiental que generan los sistemas de producción agrícola sobre cuerpos de agua dulce de Córdoba y b) seleccionar especies bacterianas nativas de aguas superficiales, eficientes en la degradación de atrazina, para su futura aplicación en procesos de biorremediación de ecosistemas acuáticos contaminados. Se establecieron 10 puntos de monitoreo (ríos, arroyos, canales y lagunas) sobre un sector de la cuenca del río Tercero, seleccionado por sus características geomorfológicas, hidrológicas y de uso del territorio. Los muestreos (2011-2015) realizados en dos estaciones diferentes (primavera y otoño) revelaron una alta frecuencia de detección de atrazina mayor al 80% en todos los sitios monitoreados, superando en algunos puntos los niveles admitidos por normativas internacionales. La concentración media en sitios de zonas rurales (0,939 inr i) fue significativamente mayor a zonas urbanas (0,2011.1g1-1). En primavera, época de aplicación y de lluvias frecuentes, las concentraciones medias de atrazina fueron más altas (0,916 lig.L-1) que en otoño (0,497 inr i). Se demuestra que atrazina es sistemáticamente detectada en cuerpos de agua de la región constituyendo un peligro potencial para todas las formas de vida. En ensayos en microcosmos con agua de los ecosistemas ACR o RTP, se evaluó el efecto del herbicida sobre las comunidades bacterianas nativas. En ACR, se observó un 100% de degradación de atrazina, un aumento de microorganismos degradadores (MDA) y presencia de los genes catabólicos trzN y atzBC. Por el contrario, en RTP este herbicida permanece como contaminante, relacionado a bajos recuentos de MDA y a la ausencia de genes de degradación. El análisis por PCR-DGGE de ADN comunitario de los microcosmos mostró variaciones en las comunidades bacterianas según el ambiente y las condiciones de enriquecimiento e incrementos en la riqueza de taxones bacterianos. Se obtuvo un aislamiento bacteriano, Arthrobacter sp. AAC22, cuyo potencial catabólico se debe a que posee los genes trzN y atzBC. Esta bacteria presenta una velocidad de crecimiento rápida (µ=0,08 W1) y alcanza una alta biomasa (7x108 UFC.mL-1) en medio mínimo con 300 ptg.mL-1 de atrazina como única fuente de N Mediante ensayos de resting cell se comprobó que AAC22 es capaz de degradar el 100% de atrazina (10 lig.mr1) en 80 min. Su versatilidad metabólica lo convierte en un potencial candidato para la biorremediación de aguas contaminadas con atrazina. El aislamiento AAC22 fue inmovilizado en perlas de quitosano derivatizado con glucosa (QD) como estrategia biotecnológica que asegura su adecuada supervivencia en el tiempo y garantiza la eficiente remoción del herbicida en agua. Los resultados obtenidos presentan una evaluación de riesgo basada en la concentración real de este compuesto en aguas superficiales y contribuyen al desarrollo de tecnologías sustentables que integren criterios ambientales y permitan la mejora del recurso cuando es perturbado.