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Estrategias de rizorremediación de glifosato en suelos bajo explotación agrícola intensiva

Francisco Massot; Luciano Jose Merini; Julian Rodriguez Talou; Jaco Vangronsveld;

Acerca de

La Pampa Húmeda es la principal región agrícola de Argentina y una de las más importantes de Sudamérica. Allí, el modelo de producción agrícola prevalente implica un uso intensivo de agroquímicos, cuyos residuos ponen en riesgo tanto la salud humana como el equilibrio de los ecosistemas. Considerando la extensión de la región, la necesidad de preservar la calidad de los suelos y evitando limitar la actividad económica, las técnicas de remediación de bajo costo y aplicación in situ resultan la mejor opción para eliminar los niveles residuales de glifosato. La rizorremediación, entendida como el uso de plantas y los microrganismos asociados a su raíz para remover los contaminantes del medio ambiente, surge entonces como la tecnología más promisoria. En este contexto, el objetivo general del presente trabajo de tesis es generar el conocimiento que permita desarrollar un sistema de rizorremediación capaz de mitigar el impacto asociado al uso de glifosato en suelos de la Pampa Húmeda Argentina bajo explotación agrícola intensiva. Para alcanzar dicho objetivo, se desarrollaron e implementaron metodologías para evaluar la tolerancia radicular y foliar a glifosato en especies vegetales con valor productivo. Posteriormente se realizó el aislamiento y caracterización fenotípica y genotípica de cepas bacterianas tolerantes y degradadoras de glifosato. Durante la caracterización, dos cepas fueron seleccionadas para profundizar su estudio, proceso que involucró la secuenciación de sus genomas completos. Por último, se realizaron ensayos de interacción planta-microorganismo y un ensayo de microcosmos en donde se expusieron diferentes sistemas de rizorremediación a una dosis agronómica de glifosato en suelo. Entre las especies vegetales evaluadas, L. corniculatus fue seleccionada como candidata por ser capaz de tolerar la exposición a 5,0 mg Kg-1 de glifosato por vía radicular y 700 g ha-1 por vía foliar. Se obtuvo un banco de cepas puras y se realizó la caracterización fisicoquímica de los suelos y el estudio de las comunidades microbianas presentes. Se observó que, al momento de explicar las diferencias entre comunidades microbianas, el efecto rizosférico prevalece sobre las características edáficas o aplicaciones crónicas con glifosato. Casi la totalidad de los microorganismos aislados pertenecen a la clase Alphaproteobacteria, y cumplieron los requerimientos de: tolerar la máxima concentración de glifosato reportada en suelos III agronómicos, utilizar glifosato como única fuente de fósforo, y poseer distintas capacidades de promoción de crecimiento vegetal, mostrando todas las cepas al menos tres resultados positivos. Se secuenció el genoma completo de Ochrobactrum sp. P6BS-III y Rhizobium sp. P44RR-XXIV, dos cepas que presentaron excelente performance en los ensayos previos, y cuyo genoma no había sido secuenciado previamente o estudiado en profundidad. Mediante comparación in silico genoma a genoma se obtuvo información complementaria respecto a la estructura del genoma de Rhizobium sp. P44RR-XXIV. A la vez, el genoma de Ochrobactrum sp. P6BS-III aportó una gran cantidad de genes al pool génico del género, muchos de ellos sin función conocida. Por último, se estudió la interacción planta-microorganismo entre cepas bacterianas degradadoras y L. corniculatus, mediante ensayos de inoculación en placas verticales, estudios de imágenes utilizando microscopía confocal y microscopía electrónica, y ensayos de microcosmos. En los ensayos en placas verticales las cepas estudiadas pudieron coexistir con la especie vegetal sin provocar ningún signo de daño en ésta, aunque no existieron diferencias significativas para los parámetros biométricos analizados. Las imágenes obtenidas a partir de microscopía evidenciaron los distintos patrones de colonización de Ochrobactrum sp. P6BS-III y Rhizobium sp. P44RR-XXIV en raíces de L. corniculatus. El ensayo de microcosmos develó que L. corniculatus inoculado con Ochrobactrum sp. P6BS-III podría atenuar casi completamente 5 mg Kg-1 de glifosato en suelo al cabo de 20 días, tiempo más que alentador para el sistema remediador propuesto.
Temáticas
Rizorremediacion; Glifosato; Contaminación; Inoculantes; Tolerancia; Plantas; Bioremediación, Diagnóstico Biotecnológico en Gestión Medioambiental; Biotecnología del Medio Ambiente; INGENIERÍAS Y TECNOLOGÍAS;

Nota: información provista por el repositorio

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Tipo: tesis

País de edición

Argentina

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