Remoción de glifosato en agua usando Pseudomonas aeruginosa inmovilizada en Luffa aegyptiaca en un sistema in vitro | Removal of glyphosate in water using immobilized Pseudomonas aeruginosa en Luffa aegyptiaca in vitro

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Introducción: El incremento en la demanda agrícola ha impulsado el uso extensivo de herbicidas como el glifosato, un compuesto no selectivo y de amplio espectro utilizado tanto en cultivos como en la erradicación de cultivos ilícitos. Sin embargo, su persistencia en el ambiente genera impactos adversos sobre la biodiversidad, el suelo, el agua y la salud humana, con efectos documentados como nefrotoxicidad, genotoxicidad y disfunción en múltiples órganos. Objetivo: Se evaluó el uso de Luffa aegytiaca como soporte de inmovilización de Pseudomonas aeruginosa y su posterior uso en la remoción de diferentes concentraciones de glifosato. Metodología: Para ello, se evaluó la capacidad de Pseudomonas aeruginosa inmovilizada en discos de Luffa aegyptiaca. Para ello se probaron las condiciones para inmovilizar los microrganismos promoviendo la producción de biopelículas en medios de cultivo con glifosato (MBS y caldo nutritivo) y generando una película con alginato de sodio, identificando el mejor tratamiento mediante el porcentaje de desprendimiento de las células bacterianas. Luego de obtener los sistemas inmovilizados se evaluó la capacidad de remoción de diferentes concentraciones de glifosato en un sistema in vitro agitado con 4 concentraciones en agua destilada estéril (500, 1000, 3000 y 4000 ppm), la cuantificación del glifosato en las muestras de agua se realizó mediante espectrofotometría. Resultados y discusión: Los resultados mostraron que Pseudomonas aeruginosa inmovilizada en caldo nutritivo y recubierta con alginato de sodio alcanzó los valores más altos de degradación en concentraciones elevadas (hasta 1,1975 a 4000 ppm), destacando como un candidato ideal para aplicaciones de biorremediación en ambientes altamente contaminados. Los resultados respecto al uso de células libres mostraron diferencias significativas (p valor<0.005). De esta manera, el sistema de inmovilización protegió a los microrganismos del efecto toxico del glifosato y mejora el proceso de remoción del contaminante. Conclusión: La inmovilización de células en matrices naturales presenta ventajas significativas sobre el uso de células libres de Pseudomonas aeruginosa generando mayor estabilidad operativa y capacidad de reutilización, lo que lo convierte en una estrategia prometedora para mitigar los efectos negativos del glifosato en aguas contaminadas

Introduction: Increased agricultural demand has driven the extensive use of herbicides such as glyphosate, a non-selective, broad-spectrum compound used both on crops and in illicit crop eradication. However, its persistence in the environment generates adverse impacts on biodiversity, soil, water and human health, with documented effects such as nephrotoxicity, genotoxicity and multiple organ dysfunction. Objective: The use of Luffa aegytiaca as a support for immobilization of Pseudomonas aeruginosa and its subsequent use in the removal of different concentrations of glyphosate was evaluated. Methodology: For this purpose, the capacity of Pseudomonas aeruginosa and Escherichia coli (control reported in literature) immobilized on Luffa aegyptiaca discs was evaluated. For this purpose, conditions were tested to immobilize the microorganisms by promoting the production of biofilms in culture media with glyphosate in culture media (MBS and nutrient broth) and generating a film with sodium alginate, identifying the best treatment by means of the percentage of bacterial cell detachment. After obtaining the immobilized systems, the removal capacity of different concentrations of glyphosate was evaluated in an agitated in vitro system with 4 concentrations in sterile distilled water (500, 1000, 3000 and 4000 ppm), the quantification of glyphosate in the water samples was performed spectrophotometrically. Results and discussion: The results showed that Pseudomonas aeruginosa immobilized in nutrient broth and coated with sodium alginate reached the highest degradation values at high concentrations (up to 1,1975 at 4000 ppm), standing out as an ideal candidate for bioremediation applications in highly contaminated environments. For its part, E. coli showed capacity to degrade glyphosate at low concentrations and in the nutrient medium, decreasing at higher concentrations of glyphosate. The results with respect to the use of free cells showed significant differences (p value<0.005). Thus, the immobilization system protected the microorganisms from the toxic effect of glyphosate and improves the process of contaminant removal. Conclusion: Immobilization of cells in naturafocus matrices presents significant advantages over the use of Pseudomonas aeruginosa free cells generating greater operational stability and reusability, which makes it a promising strategy to mitigate the negative effects of glyphosate in contaminated water

Pregrado

Microbiólogo Industrial

Universidad de Santander

Biorremediación