Investigadores dirigidos por el Dr. Xu Mingkai, del Instituto de Ecología Aplicada de la Academia China de Ciencias, han identificado un consorcio microbiano altamente eficaz capaz de degradar completamente el acetoclor, un herbicida persistente y ampliamente utilizado.
por Zhang Nannan, Academia China de Ciencias
Este descubrimiento ofrece un enfoque prometedor y respetuoso con el medio ambiente para mitigar la contaminación del suelo causada por residuos de herbicidas en los ecosistemas edáficos, la calidad de los alimentos y la seguridad ambiental en general.
El estudio fue publicado recientemente en el Journal of Environmental Management .
El acetoclor, un herbicida amida preferido para el control de malezas , presenta riesgos ambientales significativos debido a su persistencia a largo plazo y su toxicidad para organismos no objetivo. Los métodos de remediación convencionales a menudo resultan insuficientes para abordar estos desafíos de forma sostenible. En cambio, la biorremediación (el uso de microorganismos para descomponer contaminantes) ha cobrado impulso como una solución viable, especialmente gracias a los avances en los consorcios microbianos sintéticos.
En este estudio, los investigadores enriquecieron un consorcio microbiano, denominado AT1, procedente de tierras de cultivo contaminadas con acetoclor. En condiciones optimizadas, AT1 degrada casi por completo concentraciones de acetoclor de hasta 1000 mg/L en doce días, superando a cepas o sistemas previamente reportados.
La secuenciación de alto rendimiento del gen ARNr 16S reveló que la diversidad microbiana en AT1 disminuyó durante la degradación del acetoclor, con cambios significativos en la estructura y función de la comunidad microbiana. Mediante análisis microbiómico-metabolómico, los investigadores descubrieron una nueva vía de degradación del acetoclor impulsada por interacciones metabólicas sinérgicas entre diferentes microbios.
En esta vía, Pseudomonas inició la N-desalquilación, Diaphorobacter catalizó la hidrólisis del enlace amida y Sphingomonas contribuyó tanto a la carboxilación como a la hidroxilación del anillo aromático.
Juntos, estos microbios descompusieron el acetoclor en intermediarios más pequeños, como 2,6-dimetilanilina, resorcinol y fenol, que se mineralizaron aún más y se canalizaron hacia el ciclo del ácido tricarboxílico (TCA), una vía central de producción de energía en el metabolismo microbiano.
Más allá de los conocimientos mecanicistas, los investigadores también validaron el potencial del consorcio en un experimento de microcosmos, confirmando que AT1 redujo eficazmente los residuos de acetoclor en el suelo contaminado.
Estos hallazgos no sólo enriquecen la comprensión científica de la degradación de los herbicidas de amida, sino que también proporcionan herramientas prácticas para desarrollar tecnologías de biorremediación verde para abordar la contaminación de fuentes no puntuales en entornos agrícolas.
Al aprovechar las capacidades metabólicas complementarias de múltiples especies microbianas, este estudio supone un avance significativo en el control sostenible de la contaminación. Destaca la creciente importancia de la ingeniería microbiana en la gestión de residuos químicos y la protección de la seguridad ambiental y alimentaria.
Más información: Yumeng Dai et al., Biodegradación del acetoclor por el consorcio microbiano AT1: mecanismos microbiómicos-metabolómicos centrados en el microcosmos y viabilidad de la remediación ambiental, Journal of Environmental Management (2025). DOI: 10.1016/j.jenvman.2025.125892
