Transformación genética de bacterias para degradar plaguicidas organofosforados.

Abstract

En este documento se presentan los resultados de trabajos de investigación relacionada con la contaminación por plaguicidas organofosforados, especialmente, clorpirifos; la cual generan problemas ambientales y de salud pública. En el primer capítulo se presenta una revisión sobre los plaguicidas como contaminantes, haciendo énfasis en los organofosforados e incluido en estos, el clorpirifos. Se considera además los tratamientos biológicos de limpieza y su estrategia biotecnológica para la degradación de contaminantes. Se hace hincapié en el uso de bacterias y los genes involucrados en la capacidad de degradación. En el capítulo dos se presenta los resultados del aislamiento de cepas bacterianas capaces de crecer en suelos contaminados con organofosforados. Se utilizó clorpirifos como plaguicida modelo con base en la problemática asociada a este. De cuatro cepas seleccionadas, los resultados de la secuenciación del gen 16S RNAr indican que una es Pseudomonas putida, dos cepas P. oryzihabitans y otra Serratia grimesii (T354287, KT354288, KT354289, KT354290, en Genebank respectivamente). El mayor crecimiento en 50 mg L-1 de clorpirifos lo presentaron las cepas P. putida DAMM30 y S. grimesii DAMM47. Esta última cepa también mostró la mayor actividad nitrogenasa reduciendo 30.1 nmol h-1 mL-1 de C2H4. El tercer capítulo muestra la evaluación de la capacidad de remoción de clorpirifos con estas cepas. Los resultados indican que P. putida DAMM30 y P. oryzihabitans DAMM37 removieron cerca del 70% de clorpirifos, la cepa P. oryzihabitans DAMM46 42% del plaguicida. S. grimesii DAMM47 tuvo el mas bajo porcentaje de remoción, 23.28% a las 96 h. En el capítulo cuatro se reporta lo relacionado a la presencia de algunos genes responsables de la degradación de clorpirifos en las cepas. Se observó la presencia del gen gox en S. grimesii DAMM47, opd en P. putida DAMM30, y mpd en P. putida DAMM30 y S. grimesii DAMM47. Además, el gen que degrada paratión metílico y otros organofosforados (mpd) se encontró en P. oryzihabitans DAMM46. El gen cehA no se encontró en las cepas. Finalmente, en el último capítulo se obtuvieron clonas de E. coli transformadas con el gen mpd usando diferentes vectores PGEM-T y pMP92. Este gen codifica para una hidrolasa degradadora de organofosforados (MPH), la cual es responsable de la degradación de clorpirifos. _______________ GENETICALLY MODIFIED BACTERIA FOR DEGRADE ORGANOPHOSPHATE PESTICIDES. ABSTRACT: This writing show research results related to organophosphate pesticides pollution, specifically, by chlorpyrifos; wich generate environmental and public-health problems. First chapter presented a review of organophosphates pesticides as pollutants, focally chlorpyrifos. Biological treatments for their degradation are also considered. The use of bacteria and genes involved in the ability to degradation is emphatized. Chapter two show the results of the isolating bacterial strains capable of growing in contaminated soils with organophosphates. Chlorpyrifos was used as pesticide model considering the problems associated with it. Four strains were selected. The results of 16S RNAr gene sequencing indicate that one is Pseudomonas putida, two strains P. oryzihabitans and another Serratia grimesii (T354287, KT354288, KT354289, KT354290, access code Genebank respectively). The highest growth in 50 mg L-1 of chlorpyrifos was presented by P. putida DAMM30 and S. grimesii DAMM47. The latter also shows the higher nitrogenase activity by reducing 30.1 nmol h-1 mL-1 of C2H4. The third chapter shows the evaluation of chlorpyrifos removal capacity with these strains. At 96 h, the results indicate that P. putida DAMM30 and P. oryzihabitans DAMM37 removed about 70% of chlorpyrifos, the strain P. oryzihabitans DAMM46 42%. S. grimesii DAMM47 had the lowest removal percentage, 23.28%. Chapter four reports the presence of some genes responsible for the degradation of chlorpyrifos in the selected strains. The presence of the gox gene was observed in S. grimesii DAMM47, opd in P. putida DAMM30, and mpd in P. putida DAMM30 and S. grimesii DAMM47. In addition, the gene that is degraded for methyl and other organophosphates (mpd) was found in P. oryzihabitans DAMM46. The cehA gene was not found in the strains. Finally, in the last chapter, E. coli was transformed with the mpd gene were obtained using the PGEM-T and pMP92 vectors. This gene is traduced to organophosphate degrading hydrolase (MPH), which is responsible for the degradation of chlorpyrifos.