AISLAMIENTO DE HONGOS RESISTENTES A METALES PESADOS A PARTIR DE AGUA DE DIFERENTES

RÍOS DE LA HUASTECA POTOSINA

 

Juan F. Cárdenas González

María de Guadalupe Moctezuma-Zarate 

Ismael Acosta-Rodríguez

CIEP. Facultad de Ciencias Químicas. Universidad Autónoma de San Luís Potosí.

iacosta@uaslp.mx.

 

 

RESUMEN

 

El objetivo de este trabajo fue el aislamiento y caracterización de hongos contaminantes resistentes a metales pesados a partir de agua de diferentes ríos de la Huasteca Potosina: Coy, Amajac, Tamazunchale, Valles, Tamuín, Bancote, La galera y Santa Rosa, y sembrando alícuotas de 100 µL en AEM, complementado con 200 ppm de diferentes metales pesados. Los hongos, se identificaron por sus características macro y microscópicas en Agar Papa Dextrosa., determinando la resistencia de los mismos  por pruebas de resistencia en placa. Se aislaron e identificaron 23 especies de hongos , siendo la más frecuente Alternaria sp (30.4%), seguida de Penicillum sp   y  Curvularia sp,, y otras especies en porcentajes más bajos. Los hongos identificados presentan diferentes tolerancias a los metales pesados analizados, con diferentes características macro y microscópicas.

 

INTRODUCCIÓN

Los metales pesados son elementos potencialmente tóxicos, cuya presencia en el medio ambiente se ha incrementado notablemente en las últimas décadas, fundamentalmente por la acción del hombre. La contaminación metálica supone una amenaza medioambiental importante para los seres vivos, ya que diversos metales que son micronutrientes esenciales, como el cobre y el zinc, resultan tóxicos en concentraciones elevadas, mientras que otros como cadmio, plomo mercurio y arsénico, son tóxicos a dosis mínimas (Alonso y Cols., 2004).

 

Recientemente, está bien establecido el potencial de adaptación de algunos microorganismos en zonas contaminadas con metales pesados, y el uso de su biomasa viva y/o muerta para tratar de eliminarlos de los diferentes nichos acuáticos contaminados. Por razones económicas, resultan de particular interés los tipos de biomasa abundante, como los desechos generados por fermentaciones industriales de gran escala o de ciertas algas que enlazan metales y se encuentran en grandes cantidad en el mar. Algunos de estos tipos de biomasa que absorben metales en cantidades elevadas, sirven como base para procesos de bioabsorción de metales, previendo su uso particular como medios muy competitivos para la destoxificacion de efluentes industriales que contienen metales y para la recuperación de metales preciosos ( Cañizares-Villanueva , 2000).

 

En la literatura se ha reportado el aislamiento de microorganismos resistentes a metales pesados como: Cryptococcus albidus aislada de zonas mineras de Guanajuato resistente a plata (Mendoza y cols., 1994); Thiobacillus ferrooxidans a partir de suelos ricos en azufre (Espejo y Romero, 1987) o resistentes a altas concentraciones de arsénico (Orrantia y cols., 1995; Aspergillus flavus tolerantes a metales pesados (Díaz  y cols., 2002); hongos contaminantes tolerantes a plomo (Robles Galván, 1996) y la acumulación de metales pesados por macromicetos comestibles (Alonso y cols., 2004).

 

El aislamiento de hongos filamentosos tolerantes a metales pesados en Tangier, Morocco (Ezzouhri y cols., 2009), y la tolerancia de hongos a metales pesados (Shazia y cols., 2009). Por lo que el objetivo de este trabajo fue el aislamiento y caracterización de hongos contaminantes resistentes a metales pesados a partir de agua de diferentes ríos de la Huasteca Potosina.

 

METODOLOGÍA

Muestras de agua

Se tomaron en recipientes de plástico previamente lavados con ácido sulfúrico al 10%  y esterilizados por calor húmedo, muestras de agua (500 mL), de algunos ríos de la Huasteca Potosina: Coy, Amajac, Tamazunchale, Valles, Tamuín, Bancote, La galera y Santa Rosa, y se guardaron en hielera, y se trasladaron al laboratorio y se conservaron en refrigeración hasta su uso.

 

Aislamiento de los hongos

 Se tomaron en condiciones estériles, 100 mL de cada muestra de agua, y se sembraron por duplicado en Agar Extracto de Malta (AEM) adicionado de 200 ppm de Plomo (AEM-Pb), después se incubaron a 28oC durante 7 días. Las colonias resultantes se purificaron por resiembras sucesivas en AEM-Pb y AEM. Las cepas puras de los hongos, se identificaron por sus características macro y microscópicas en Agar Papa Dextrosa.

 

Prueba de resistencia en placa

Se prepararon cajas de Petri con 20 mL de AEM adicionado de 200 y 500 ppm de plomo, cobre, cadmio, zinc y plata, además de 100 y 200 ppm de arsénico y mercurio las que se inocularon en la parte central con 1 x 106 conidios/ mL y se incubaron a 28oC durante 7 días,  y se comparo el crecimiento de las placas con respecto a un control sin metal.

 

RESULTADOS

A partir de las diferentes muestras analizadas, se aislaron e identificaron 23 especies de hongos (Tabla No. 1), siendo la más frecuente Alternaria sp (30.4%), seguida de Penicillum sp   (21.7%)  y  Curvularia sp, seguido de otras especies en porcentajes más bajos (Tabla No. 2). Los hongos identificados presentan diferentes tolerancias a los metales pesados analizados, con diferentes características macro y microscópicas (Tabla No. 3).

 

Tabla No. 1.-Coloniasde hongos identificadas en las muestras analizadas.

    Fuente                                             Colonia                                            Total

     (Río)                                              Identificada

Amajac-1

Curvularia sp

Aspergillus flavus

2

Amajac-2

Aspergillus Níger

A. Níger

Penicillium sp

3

Bancote-1

Curvularia sp

Penicillium sp

Alternaria sp

3

Bancote-2

Alternaria sp

Alternaria sp

2

Valles, Planta tratadora-1

Alternaria sp

Micelio estéril

Alternaria sp

3

Valles, planta tratadora-2

Penicillium sp

1

Coy-1

Micelio estéril

Penicillium  sp

2

Coy-2

Alternaria sp

Penicillium sp

2

Valles, Calera-1

Curvularia sp

1

Valles Calera-2

Alternaria sp

1

Coy, Planta tratadora-1

Cephalosporium sp

Fusarium sp

2

Amajac/Moctezuma

Cladosporium sp

1

 

* 7 días de incubación, 28oC, AEM-Pb, AEM.

 

Tabla No. 2.- Frecuencia de hongos encontrados

Microorganismo                               Número                                          Porcentaje     

Alternaria sp

7

30.4

Penicillium sp

5

21.7

Curvularia sp

3

13.0

A. niger

2

8.7

Micelio estéril

2

8.7

A. flavus

1

4.3

Cephalosporium sp

1

4.3

Fusarium sp

1

4.3

Cladosporium sp

1

4.3

 

Tabla No. 3.- Análisis de resistencia a metales pesados de los diferentes hongos aislados

 

Diámetro de crecimiento (cm)

 

Concentración del metal (ppm)

Curvularia sp

A. flavus

A. niger

Penicillium sp

Alternaria sp

Alternaria sp

Micelio estéril

Control

7.7

6.5

4.9

9.0

6.0

6.0

3.0

Pb 200

5.5

0.0

4.1

6.4

4.3

5.5

2.3

Pb 500

5.2

0.0

3.8

6.0

3.7

5.0

2.8

As 100

4.7

3.8

4.1

8.5

5.0

4.5

2.3

As 200

4.3

3.5

4.3

7.2

4.1

3.5

1.3

Hg 100

2.5

0.0

3.6

8.0

4.0

5.0

0.6

Hg 200

0.0

0.0

3.3

5.6

3.5

4.0

0.0

Cu 200

4.7

0.0

4.6

7.0

3.0

4.0

2.3

Cu 500

4.5

0.0

3.5

5.2

3.3

3.5

1.4

Cd 200

1.8

0.8

1.5

3.9

0.0

3.0

0.0

Cd 500

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

1.8

0.0

Zn 200

5.0

5.3

4.2

7.6

4.3

3.5

3.0

Zn 500

3.5

3.0

4.6

6.3

4.0

2.0

0.8

Ag 200

5.2

5.7

5.0

6.6

5.3

4.0

3.0

Ag 500

0.0

0.0

2.8

0.5

0.0

0.0

0.0

 

* 7 días de incubación a 28oC

 

DISCUSIÓN

En este trabajo se aislaron 23 hongos con diferente resistencia a los metales analizados los cuales fueron Alternaria sp, Penicillium sp, Curvularia sp, A. níger, Micelio estéril, A. flavus, Cephalosporium sp, Fusarium sp y Cladosporium sp, lo que coincide con algunos reportes de la literatura (Mendoza y cols., 1994; Díaz y cols., 2002; Cañizares-Villanueva, 2000). Los hongos aislados presentan diferentes patrones de resistencia a los metales analizados, la mayoría crecen en plomo y zinc, pocos en mercurio y arsénico, y la mayor sensibilidad encontrada fue a cadmio. Estos hongos se pueden utilizar para la captación de metales pesados en solución solos o acompañados de otras biomasas, lo cual es el siguiente paso, según como se reporta en la literatura (Acosta y cols., 2004; Kratochvil, and Volesky 1998; Volesky, 2003; Volesky, 2003).

 

Finalmente, los resultados obtenidos indican un cambio en la microflora debido a un aumento en la contaminación por metales pesados de los ríos estudiados (Ezzouhri y cols., 2009; Shazia y cols., 2009).

                                                            

 2 A1 curvularia sp       

 

 3 A  7 penicilliumsp

 

 22 alternaria lista   20 fusarium sp

 

 

BIBLIOGRAFÍA

 

Acosta, I., Rodríguez, X., Gutiérrez, C. and  Moctezuma-Zárate, M.G. 2004. Biosorption of chromium (VI) from aqueous solutions onto fungal biomass. Bioinorganic Chemistry Applications. Vol. 2, No. 1,2. pp 1-7.

Alonso, J., García, M.A., Pérez-López, M. y Melgar, M.J. 2004. Acumulación de metales pesados en macromicetos comestibles y factores que influyen en su captación. Revista de Toxicología. España. Vol. 21: pp 11-15.

Cañizares-Villanueva, R.O. 2000. Biosorción de metales pesados mediante el uso de biomasa microbiana. Revista Latinoamericana de Microbiología. Vol. 42: pp 131-143.

Díaz, M.P. Moctezuma, M.G. y Acosta I. 2002. Aislamiento de hongos resistentes a metales pesados a partir de desechos mineros y su capacidad de remoción de Metales pesados y Flúor en solución. FEMISCA. pp 473-474.

Ezzouhri, L.,  E. Castro, E.,  M. Moya, M., Espinola F.  and  Lairini, K. 2009. Heavy metal tolerance of filamentous fungi isolated from polluted sites in Tangier, Morocco. African Journal of Microbiology Research Vol. 3 (2) pp. 035-048.

Espejo, R. and Romero, P. 1987. Growth of Thiobacillus ferrooxidans on elemental sulfur. App. Environ, Microbiol. Vol. 53. No. 8. pp 1907-1912.

Kratochvil, D. and Volesky  B. 1998. Advances in the biosorption of Heavy metals. TIBTECH. Vol. 16. pp 291-300.

Mendoza, E., Sosa, L., Gutiérrez, F., Obregón, A., Mendoza, D., Lappe, P. y Ulloa, M. 1994. Cryptococcus albidus aislada de zonas mineras de Guanajuato como resistente a plata es capaz de acumular este metal. Memorias del V Congreso Nacional de Micología. pp 156.

Orrantia, E., Arévalo, S. y Pereyra, B. 1995. Aislamiento de cepas de Thiobacillus ferrooxidans resistentes a altas concentraciones de arsénico. Memorias del XXVI Congreso Nacional de Microbiología. pp M-68.

Robles Galván, A. 1996. Aislamiento de hongos contaminantes en ausencia y presencia de plomo a partir de aguas y lodos del Tanque Tenorio. Tesis Licenciatura. Químico Farmacobiólogo. Facultad de Ciencias Químicas. UASLP.

Shazia, I., Iftikhar, A., Barira, J., Saeeda, Y., Kulsoon, A., Munawar, R., and Bdar-Uz, Z. 2009. Fungal tolerance to heavy metals. Pak. J. Bot., 41(5): pp. 2583-2594.

Volesky, B. 2003. Biosorption process simulation tools. Hidrometallurgy. Vol. 71, pp 179-190.

Volesky B. and Holand Z.R. 1995. Biosorption of heavy metals. Biotechnology Progress. Vol. II pp 235-250.


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