Análisis de la degradación de naftaleno por bacterias aisladas de la laguna “la escondida” de Reynosa, México

Abstract

RESUMEN: En el presente estudio se obtuvieron 62 aislados bacterianos de la laguna “La Escondida” ubicada en la ciudad de Reynosa, México. De las cuales, se seleccionaron 14,por tener la capacidad de crecer en presencia de 1 % de naftaleno, uno de los principales contaminantes en el medio ambiente. Posteriormente, se realizaron pruebas selectivas (índice de emulsión, colapso de gota, desplazamiento de aceite y tolerancia al naftaleno),y con base en los resultados, se seleccionaron cuatro bacterias, debido a que resultaron positivas a todas las pruebas. Las bacterias fueron identificadas por secuenciación del gen 16S ARNr como: Pseudomonas aeruginosa 1P2, Bacillus subtilis P52, Pseudomonas aeruginosa 5P2 y Bacillus cereus 5S1. Adicionalmente, se detectaron los genes catabólicos de compuestos aromáticos nahAc y catE de Pseudomonas aeruginosa 1P2 y Bacillus subtilis P52 respectivamente. Finalmente, se seleccionó la bacteria Pseudomonas aeruginosa 1P2, para realizar el experimento de la degradación de naftaleno, el cual, se analizó por Espectrofotometría de infrarrojo por Transformada de Fourier (FTIR) y por cromatografía liquida de ultra resolución acoplada a masas (UPLC). En conjunto al experimento de la degradación, se realizó el experimento de la actividad del gen nahAc. Como resultados por FTIR, se obtuvieron bandas de absorción de grupos carboxilos, éster, alcoholes y fenoles. Estas bandas indican la presencia de moléculas con los grupos químicos mencionados que a su vez indican la degradación de naftaleno por una vía oxidativa. Por otra parte, la detección por UPLC permitió determinar la presencia de 1,2- dihidroxinaftaleno, salicilaldehído y 3-fumarilpiruvato, estas moléculas confirman la degradación de naftaleno por una vía oxidativa. Los resultados del experimento de la actividad del gen nahAc, demostraron como producto, una amplificación similar de todas las bandas del gen constitutivo 16S ARNr en todos los tiempos en ausencia y presencia de naftaleno, sin embargo, los resultados también demostraron la ausencia total de las bandas esperadas como producto de la actividad del gen nahAc. Con base en los resultados, se sugiere que la bacteria Pseudomonas aeruginosa 1P2 tiene la capacidad de degradar naftaleno y por lo cual, puede ser utilizada para posteriores estudios relacionados a la biodegradación de PAHs. ABSTRACT: In the present study, 62 bacterial isolates were obtained from the "La Escondida" lagoon located in the city of Reynosa, Mexico. From these 62 isolates, 14 isolates can grow in the presence of 1% naphthalene, one of the main pollutants in the environment. Subsequently, 4 of the 14 isolates were selected with the tests (emulsion index, drop collapse, oil displacement and naphthalene tolerance), which were identified by sequencing the 16S rRNA gene as: Pseudomonas aeruginosa 1P2, Bacillus subtilis P52, Pseudomonas aeruginosa 5P2 and Bacillus cereus 5S1. The catabolic genes of aromatic compounds nahAc and catE of Pseudomonas aeruginosa 1P2 and Bacillus subtilis P52 were detected respectively. The bacterium Pseudomonas aeruginosa 1P2 was selected to carry out the naphthalene degradation experiment, which was analyzed by infrared spectrophotometry by Fourier transform (FTIR) and by ultra-high efficiency liquid chromatography (UPLC). The absorption bands of carboxyl groups, ester, alcohols and phenols were detected by FTIR, indicating the presence of these molecules. The evidence of naphthalene degradation by an oxidative route, corresponds with the detection of 1,2- dihydroxynaphthalene, salicylaldehyde and 3-fumarylpyruvate by UPLC. The nahAc gene expression was also detected, as a comparison with the result of constitutive expression of 16S rRNA gene in the absence or presence of naphthalene. All the results suggest that the bacterium Pseudomonas aeruginosa 1P2 can degrade naphthalene and therefore can be used for further studies related to the biodegradation of PAHs.