Diversidad bacteriana en el tracto digestivo de la lombriz de tierra Pontoscolex corethrurus

Abstract

El objetivo del presente trabajo fue estudiar la diversidad bacteriana en el contenido digestivo de la lombriz de tierra endogea Pontoscolex corethrurus. El muestreo de la especie P. corethrurus se realizó en dos localidades de Veracruz, México: Plan de las Hayas, zona ganadera con suelo arcilloso y La Mancha, zona de reserva ecológica y con suelo arenoso. El intestino de las lombrices fue dividido en cuatro secciones (A, B, C y D). Bajo condiciones asépticas, se prepararon diluciones decimales con el contenido intestinal empleando el medio líquido Brain Heart Infusion. Posteriormente, la suspensión del contenido intestinal se sembró en medios específicos. La identificación taxonómica de los aislamientos bacterianos puros se realizó por dos procedimientos: 1﴿ pruebas bioquímicas empleando kits de biomerieux API20E®, API20NE® y el software apiwebTM, y 2﴿ la amplificación y secuenciación del gen 16rRNA bacteriano. Se observó que el número de las las poblaciones bacterianas aisladas del contenido intestinal de P. corethrurus presentaron un mismo comportamiento en ambas localidades, aumento en la sección B y disminución de la sección C a la sección D. En Plan de las Hayas fueron identificadas con el sistema API® trece especies de bacterias: Aeromonas hydrophila/caviae, A. salmonicida ssp salmonicida, Burkholderia cepacia, Ochrobactrum anthropi, Photobacterium damselae, Pseudomonas aeruginosa, P. fluorescens, P. putida, P. luteola, Psychrobacter phenylpyruvicus, Shewanella putrefaciens, Sphingomonas paucimobilis y Vibrio parahaemolyticus. En la Mancha fueron identificadas siete géneros de bacterias en el contenido intestinal de P. corethurus: Aeromonas hydrophila/caviae, Burkholderia cepacia, Ochrobactrum anthropi, Photobacterium damselae, Pseudomonas aeruginosa, P. fluorescens, P. putida, P. luteola, Shewanella putrefaciens y Sphingomonas paucimobilis. Con el uso de la secuenciación del gen 16S ADNr en las bacterias aisladas del contenido intestinal de P. corethrurus fueron identificadas siete géneros en Plan de las Hayas (Bacillus, Bacterium, Pseudomonas, Acinetobacter, Massilia, Aeromonas y Citrococcus) y en la Mancha cuatro géneros de bacterias (Bacillus, Terribacillus, Bacterium y Aeromonas). Los resultados obtenidos a través de la secuenciación y alineamiento de la región 16s rARN fueron diferentes a los obtenidos con el sistema API®. Se considera que el limitado número de aislamientos de bacterias estudiadas no permitió establecer una clara relación entre las variantes de reacciones enzimáticas con el sistema API®. No fue posible realizar pruebas metabólicas adicionales, pero la amplificación del gen 16s ARNr permitió discriminar a nivel de especie y mejorar el diagnóstico bacteriológico. En ambos sitios se observó diferencias filogenéticas y metabólicas en los géneros de las bacterias aisladas del contenido intestinal P. corethrurus. Estas diferencias se pueden deber al tipo de suelo, contenido de C, N y al tipo de ecosistema. Las enzimas catalasa, oxidasa, gelatinasa, citratasa, triptofanasa y cisteinasa, presentes en las bacterias que son ingeridas junto con el suelo por la lombriz de tierra geófaga, permiten la degradación y/o digestión de la materia orgánica estableciendose así un mutualismo anisosimbiótico entre bacterias y lombriz (paradigma de la bella durmiente﴿. La interacción entre las bacterias y el intestino de P. corethrurus contribuye a los servicios de los ecosistemas, al participar directamente en la explotación, degradación, neoformación y reciclaje de los recursos orgánicos y minerales del suelo. _______________ ABSTRACT: The objective of this work was to study the bacterial diversity within the digestive tract of the endogeic earthworm Pontoscolex corethrurus. Sampling of P. corethrurus was carried out in two localities in Veracruz, Mexico; “Plan de las Hayas”, a livestock zone with clayey soil and “La Mancha”, an ecological reserve zone with sandy soil. The intestines of the earthworms were divided in four sections (A, B, C, and D). Under aseptic conditions, the intestinal content was diluted with Brain Heart Infusion liquid medium. Subsequently, the diluted suspension containing the intestinal content was grew on plates of specific media. Taxonomic identification of pure bacterial isolates was done by two processes: 1) biochemical test using API20E® and API20NE® biomerieux kits and ApiwebTM software, and 2) the amplification and sequencing of bacterial 16r RNA gene. It was observed that the bacterial populations isolated from the intestinal content of P. corethrurus form both localities presented the same behavior: increase in section B and decrease in section C to D. In “Plan de las Hayas” 13 bacterial species were identified with the API® system and are as follows: Aeromonas hydrophila/caviae, A. salmonicidas sp salmonicida, Burkholderia cepacia, Ochrobactru manthropi, Photobacterium damselae, Pseudomonas aeruginosa, P. fluorescens, P. putida, P. luteola, Psychrobacter phenylpyruvicus, Shewanella putrefaciens, Sphingomonas paucimobilis andVibrio parahaemolyticus. In “La Mancha” nine bacteria species were identified within the intestinal content of P. corethrurus: Aeromonas hydrophila/caviae, Burkholderia cepacia, Ochrobactruman thropi, Photobacterium damselae.The sequencing of the 16S rDNA bacterial region showed seven genera from “Plan de las Hayas”(Bacillus, Bacterium, Pseudomonas, Acinetobacter, Massilia, Aeromonas andCitrococcus) and four from “La Mancha” (Bacillus, Terribacillus, Bacterium y Aeromonas). However, the results from API® system were not similar of those obtained from sequencing and alignment of 16S rRNA region. Finally, it was considered that the limited number of bacterial isolations studied did not allow the establishment of a clear relationship among the variants of the enzymatic reactions with the API® system. Additional metabolic tests were not made but the amplification of 16S rRNA permitted the discrimination at species level to improve the bacteriological diagnosis. In both sites, phylogenic and metabolic differences were observed in the bacterial genera isolated from the digestive tract of P. corethrurus. These differences may be due to soil type, C an N content as well as the ecosystem type. The enzymes catalase, oxidase, gelatinase, citratase, tryptophanase and cysteinaseare, present in the bacteria which are ingested together with soil by the geophagous earthworm, promote the degaradation and transformation of organic matter, establishing in this way an anisosymbiotic mutualism (sleeping beauty paradigm). The interaction among the bacteria and the digestive tract of P. corethrurus contributed to the services of the ecosystems, exploiting and degrading the organic and mineral soil resources.