Identificación y evaluación de microorganismos endémicos del Estado de Zacatecas con potencial para la biotransformación de metales

Abstract

RESUMEN: En el presente estudio se realizó un aislamiento de microorganismos de una muestra de jal procedente de una unidad minera del Estado de Zacatecas. Al inicio del proceso experimental se realizó la caracterización fisicoquímica de la muestra de jal, obteniendo un pH de 8.45, una conductividad eléctrica (CE) de 1934 µS, un porcentaje de humedad de 4.55% y una concentración de mercurio de 5.356 mg/g, en tanto la concentración de Cu no fue detectada. En cuanto a la parte microbiológica se aislaron 4 microorganismos, los cuales mostraron crecimiento durante las primeras las primeras 72 h de incubación, dichos aislamientos no mostraron crecimiento en medio 9K, creciendo solamente en Agar Nutritivo y medio Agar Soya Tripticaseína (TSA), al determinar la tolerancia para metales como Hg, Cu y Ag, se obtuvo una variabilidad para cada microorganismo y cada metal, obteniendo una tolerancia en Cu con concentraciones de 10µM para los denominados MO1 y MO6 mientras que MO3 y MO4 presentaron una tolerancia mayor a 10 µM, en cuanto a la Ag se obtuvo una tolerancia de 0.3mM para los 4 aislados y en cuanto a Hg para MO1 y MO3 fue de 60 µg/mL, para MO6 112 µg/mL, MO4 mostró una tolerancia mayor a 112 µg/mL, asimismo se observó el rango de pH al que los microorganismos muestran crecimiento, teniendo un rango de estudio de 2, 4, 6, 7.5, 8 y 9; obteniendo que todos los aislados crecieron en un pH de 7.5-9 por lo que se clasifican como alcalófilos. En cuanto a las pruebas bioquímicas se determinó que los aislados no fermentan los hidratos de carbono (glucosa, sacarosa y lactosa), con resultados negativos para citrato, oxidasa, rojo de metilo y O/F para glucosa, lactosa y sacarosa y positivos para catalasa. Para el estudio de remoción de contaminantes se realizó una cinética microbiana, en la cual estaban presentes los metales Hg y Cu en el medio, observando una variación en el porcentaje de remoción de contaminantes, obteniendo el máximo porcentaje de remoción del 73.02% para Hg para el denominado MO6 a las 24h. En cuanto a la remoción del Cu, el porcentaje obtenido fue de 14.57% después de cuatro días de cultivo por el MO3, mientras que el denominado MO4 mostró un porcentaje de remoción de 19.24% en cinco días. Finalmente, a partir del uso de herramientas moleculares, los microorganismos aislados y de interés biotecnológico debido a la tolerancia a metales que presentaron y su potencial para 12 trabajar técnicas de remediación de sitios contaminados fueron identificados como Achromobacter marplatensis (MO3), Pseudomonas kunmingensis (MO4) y Micrococcus luteus (MO6). ABSTRACT: In this study, microorganisms were isolated from a sample of jal from a mining unit in the state of Zacatecas. At the beginning of the experimental process, the physicochemical characterisation of the jal sample was carried out, obtaining a pH of 8.45, an electrical conductivity (EC) of 1934 µS, a humidity percentage of 4.55% and a mercury concentration of 5.356 mg/g, while the Cu concentration was not detected. As for the microbiological part, 4 microorganisms were isolated, which showed growth during the first 72 h of incubation, these isolates did not show growth in 9K medium, growing only in Nutrient Agar and Trypticasein Soy Agar (TSA) medium, When determining the tolerance for metals such as Hg, Cu and Ag, a variability was obtained for each microorganism and each metal, obtaining a tolerance in Cu with concentrations of 10µM for those called MO1 and MO6, while MO3 and MO4 presented a tolerance greater than 10 µM, as for Ag a tolerance of 0. 3mM for the 4 isolates and as for Hg for MO1 and MO3 it was 60 µg/mL, for MO6 112 µg/mL, MO4 showed a tolerance greater than 112 µg/mL, also the pH range at which the microorganisms show growth was observed, having a study range of 2, 4, 6, 7.5, 8 and 9; obtaining that all the isolates grew at a pH of 7.5-9 so they are classified as alkalophiles. As for the biochemical tests, it was determined that the isolates do not ferment carbohydrates (glucose, sucrose and lactose), with negative results for citrate, oxidase, methyl red and O/F for glucose, lactose and sucrose and positive for catalase. For the pollutant removal study, a microbial kinetic was carried out, in which the metals Hg and Cu were present in the medium, observing a variation in the percentage of pollutant removal, obtaining the maximum percentage of removal of 73.02% for Hg for the so-called MO6 at 24h. As for Cu removal, the percentage obtained was 14.57% after four days of culture for MO3, while the so-called MO4 showed a removal percentage of 19.24% in five days. Finally, based on the use of molecular tools, the isolated microorganisms of biotechnological interest due to their tolerance to metals and their potential for remediation techniques for contaminated sites were identified as Achromobacter marplatensis (MO3), Pseudomonas kunmingensis (MO4) and Micrococcus luteus (MO6).