Análisis fenotípico, bioquímico y genómico de bacterias tolerantes a cadmio asociadas a cultivos de cacao de la región Amazonas

Abstract

El cadmio (Cd2+) en un agente tóxico para la salud humana presente en suelos agrícolas asociados a cultivos de cacao. Una estrategia para disminuir su concentración y disponibilidad en el suelo y en los árboles del cacao es el uso de bacterias autóctonas tolerantes al cadmio. En ese sentido, en esta investigación se aisló y caracterizó fenotípica y genómicamente bacterias con niveles altos de tolerancia al cadmio obtenidas de suelos de cultivos de cacao con altas concentraciones de cadmio. Se obtuvieron 122 aislados bacterianos con capacidad de crecer en medio de cultivo que contenía cadmio. Se identificaron fenotípicamente dos bacterias aisladas de muestras de suelo del distrito de Copallín (5°39'43.1"S, 78°22'49.2"O) con la capacidad de tolerar 900 ppm de cadmio. Estas cepas fueron identificadas molecularmente con el marcador 16S ARNr como Serratia marcecens (CP_01) y Chryseobacterium sp. (CP_02). El análisis fenotípico y bioquímico mostró que ambas son bacilos Gram negativos, diferenciadas por la producción de diferentes pigmentos. CP_01 produce un pigmento rojo denominado prodigiosina, mientras que CP_02 produce un pigmento amarillo llamado flexirrubina. Adicionalmente, el genoma de la cepa con mayor capacidad de tolerancia al cadmio (CP_01) fue decodificado. El genoma de Serratia marcescens (CP_01) posee una longitud de 5,116,096 pb (5.1 Mb) con un contenido de 59.6 % de GC y 4,706 genes codificantes (CDS) (i.e., 22 ARN ribosómico, 87 ARN de transferencia, un ARN mensajero). La minería genómica reveló la presencia de diversos genes asociados a la supervivencia de esta bacteria en ambientes altamente contaminados con cadmio, principalmente proteínas de eflujo asociados al sistema Czc que confiere resistencia al cadmio, el sistema de transporte de proteínas ZnuABC, y el mecanismo de eflujo de la ATPasa de tipo P ZntA.