Las bioarosas-degradadores del glifosato con ciertas bacterias son benéficas para los cultivos agrícolas y el medio ambiente, según estableció un grupo internacional de científicos de México y Canadá.
El glifosato, uno de los herbicidas más utilizados en el mundo para más de 150 cultivos, está en el centro de la agenda ambiental sobre contaminantes pesticidas. Se estima que el uso mundial anual de glifosato es de 600 a 750 mil toneladas, con un aumento esperado de 740 a 920 mil toneladas para 2025.
En la última década, los países de América del Norte y del Sur se han convertido en los mayores consumidores de plaguicidas entre todas las regiones, por delante de Asia, Europa, África y Oceanía, y el uso de plaguicidas en la agricultura aumentará un 10% en 2022. En otras regiones, como Europa, el uso de pesticidas en la agricultura ha disminuido (-7 por ciento) debido a la estricta Política Agrícola Común Europea.
El uso generalizado de glifosato y su debate en las comunidades ambientalistas ha impulsado la búsqueda de tecnologías de biorremediación que utilicen procesos microbianos para degradar contaminantes ambientales, como la bioaumentación (adición de microorganismos capaces de degradar contaminantes) y la bioestimulación (adición de materia orgánica o nutrientes).
Las bacterias promotoras del crecimiento de las plantas (PGPB) han demostrado ser muy eficaces para aumentar el crecimiento de las plantas, así como en la fitorremediación del suelo o la degradación de pesticidas (como el endosulfán).
Sin embargo, hay pocos informes sobre la capacidad de las bacterias PGPB para degradar o eliminar el glifosato.
La degradación del glifosato en el suelo está mediada principalmente por procesos microbianos, con enzimas específicas (glifosato oxidorreductasa, glicina oxidasa, etc.) que descomponen el glifosato en metabolitos como ácido aminometilfosfónico, glicina, sarcosina y glioxilato.
Se ha informado de un vínculo entre la disolución de fósforo (inducida por PGPB) y la degradación del glifosato.
Los degradadores de glifosato PGPB se han aislado del suelo, las rizosferas de las plantas o el agua, pero no hay informes de PGPB del aire o bioaerosoles que degraden el glifosato. Sin embargo, se han identificado algunas bacterias transportadas por el aire con características PGPB y se ha informado que degradan algunos contaminantes.
Los bioaerosoles son partículas transportadas por el aire cuyo tamaño varía entre 0,001 y 100 µm; las bacterias y los hongos suelen tener un diámetro aerodinámico de 0,25 µm a 60 µm.
Las partículas transportadas por el aire pueden consistir en gotitas de agua, partículas de polvo sólidas u organismos individuales como hongos, virus y bacterias, así como algunos componentes biológicamente activos (micotoxinas, endotoxinas) y moho, polen de plantas y fragmentos de microorganismos vivos/muertos, plantas y animales añadidos al material de partículas.
La microbiota presente en los bioaerosoles está expuesta a diversas condiciones ambientales extremas (humedad relativa, sequedad, radiación UV, intensidad luminosa, radicales oxidativos y contaminantes atmosféricos (metales pesados, pesticidas, compuestos poliaromáticos), etc.). Todas estas condiciones pueden dar lugar a una selección extrema de microorganismos presentes en los bioaerosoles.
Estos PGPB pueden apoyar simultáneamente el desarrollo de las plantas y descomponer los compuestos tóxicos del suelo, proporcionando así beneficios dobles al medio ambiente y al suelo.
El aislamiento de PGPB de bioaerosoles puede ofrecer una nueva fuente de microorganismos adaptados a diversas condiciones ambientales extremas y resistentes a diversos contaminantes.
Las bacterias que tienen mecanismos adaptativos, como la formación de biopelículas, la producción de esporas o la capacidad de resistir la desecación, tienen más probabilidades de sobrevivir en estas condiciones adversas. Además, las interacciones entre especies bacterianas pueden influir en su capacidad de sobrevivir, ya que algunas pueden proteger a otras.
Estos consorcios bacterianos pueden utilizarse como herramientas para la remediación simultánea de suelos contaminados, la mejora del crecimiento de las plantas y el aumento de la fertilidad del suelo.
Pero ¿podrían las bacterias transportadas por el aire con características PBPB también tener la capacidad de degradar el glifosato?
La respuesta a esta pregunta la obtuvieron científicos del Centro Mexicano de Investigación y Fomento en Tecnología y Desarrollo Sustentable (CIATEJ). En colaboración con colegas canadienses de la Universidad Laval, estudiaron la capacidad de degradación del glifosato de tres PGPB transportados por el aire en el suelo y su capacidad para degradar el glifosato individualmente y en consorcio en comparación con la atenuación natural.
Las cepas fueron aisladas de muestras de aire de 100 L recolectadas en el área metropolitana de Guadalajara, México, en el sitio de San Juan de Dios. Esta zona está densamente poblada. San Juan de Dios se encuentra en el centro de Guadalajara y alberga uno de los mercados más concurridos de la ciudad.
El muestreo se realizó utilizando una pistola de muestreo de aire por triplicado y las muestras se esparcieron directamente en placas de agar Luria-Bertani (LB, para bacterias).
Las cepas más representativas y numerosas de morfotipos (55) se aislaron mediante varios pases en nuevas placas LB, y luego se seleccionaron las cepas que crecieron exitosamente en suelo con glifosato.
Las cepas aisladas del aire se caracterizaron mediante la estimulación del crecimiento de las plantas y la evaluación de la solubilidad del fósforo y potasio, así como del amonio, sideróforos y la producción de la auxina ácido indol-3-acético.
Estas cepas Exiguobacterium indicum AS03, Kocuria sediminis AS04 y Rhodococcus rhodochrous AS33 tienen los siguientes números de acceso de NCBI GenBank: OP934047, OP934048 y OP934053, respectivamente.
Este estudio evaluó la capacidad de degradación de glifosato de estos tres aislamientos de PGPB en el aire ( Exiguobacterium indicum AS03, Kocuria sediminis AS04 y Rhodococcus rhodochrous AS33) individualmente y en consorcio (CS) en comparación con la atenuación natural en microcosmos de control (CTL) que contienen microorganismos nativos del suelo.
La cepa AS03 mostró la mayor degradación de glifosato (86,3%), seguida de AS04 y AS33 después de 14 días (61,6% y 64,7%).
El consorcio aceleró la eliminación de glifosato a partir del día siete, alcanzando el 99,7% a los 60 días, mientras que la eliminación del tratamiento de control fue del 94% a los 60 días.
El análisis del microbioma reveló cambios en la composición microbiana con un aumento en los géneros que degradan el glifosato, como Psychrobacter y Lyzobacter . Estos cambios mejoran la salud y la fertilidad del suelo, lo que demuestra el potencial del PGPB en el aire para biodegradar el glifosato y garantizar la sostenibilidad ambiental.
Basado en un artículo de un grupo de autores (Beatriz Genoveva Guardado-Fierros, Miguel Angel Lorenzo-Santiago, Thiago Gumier, Lydia Eid, Jacobo Rodriguez-Campos, Silvia Maribel Contreras-Ramos), publicado en la revista Agricultura 2025 en el portal www.mdpi.com.
