Maestría en Gestión Ambiental

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Aislamiento y caracterización de bacterias endófitas asociadas a manglares de la Ciénaga de la Virgen (Cartagena) con potencial uso en biorremediación y tratamiento de aguas residuales
(2021) Colina Romero, Andres Felipe; Rubiano Labrador, Carolina (directora); Acevedo Barrios, Rosa
Los manglares son ecosistemas de bosques pantanosos costeros, conformados por arboles leñosos y halófilos llamados mangles, los cuales ofrecen una variedad de servicios ecosistémicos, entre esos están: la formación de suelos, retención de sedimentos, sales, e incluso productos químicos de la agricultura, además disminuyen las inundaciones y sirven como una barrera que protege la costa de desastres como tsunamis, tormentas y huracanes. Este ecosistema es una fuente de diversidad microbiana, donde se producen diferentes tipos de metabolitos, asociados a grupos bacterianos como los endófitos, que pueden tener utilidad en el tratamiento de aguas residuales y biorremediación, que hasta la fecha a pesar de la importancia del bosque de manglar y el potencial que puede tener, no hay estudios respecto a las bacterias endófitas y su potencial en este ecosistema en Colombia. Por lo tanto, el presente estudio, buscó caracterizar bacterias cultivables endófitas de los manglares de la Ciénaga de la Virgen (Cartagena, Bolívar) con potencial uso en biorremediación y tratamiento de aguas residuales. Para el aislamiento de estos microorganismos se utilizaron muestras de hojas, tallos y raíces de los manglares Avicennia germinans y Conocarpus erectus en los cuales se evaluó una estrategia de aislamiento basada en el uso de diferentes medios de cultivo: medio básico de sales (MBS), medio de agua de mar y medio LB. Posteriormente, las cepas aisladas se caracterizaron fenotípica y genotípicamente, y finalmente se realizó un tamizaje para determinar su potencial biotecnológico considerando la capacidad de reducción de perclorato, la resistencia a metales pesados (Ni y Pb) y su actividad enzimática hidrolítica. En este estudio se logró el aislamiento de 21 cepas bacterianas aerobias, heterótrofas y halotolerantes, de las cuales el 52% pertenecían a. A. germinans y 48% a C. erectus. En cuanto a las estrategias de cultivo evaluadas se determinó que el medio de cultivo que permitió una mayor recuperación de cepas fue el medio MBS (12 cepas). El género bacteriano predominante en las cepas analizadas fue Bacillus. En lo referente a la resistencia de estas cepas a materiales contaminantes se logró identificar que el 48% de las cepas tienen la capacidad de reducir el perclorato, el 55% de las cepas son resistentes al níquel y el 45% al plomo. Además, se determinó que el 18.5% poseen una actividad proteolítica, mientras que 14.8% poseen actividad lipolítica. A partir de los resultados obtenidos se demuestra que los manglares de la Ciénaga de la Virgen son un reservorio de bacterias endófitas, con potencial biotecnológico para ser utilizadas en el tratamiento de aguas residuales y procesos de biorremediación.
Caracterización de bacterias adaptadas al frío lipolíticas, proteolíticas, celulolíticas y amilolíticas de la Isla Livingston, Antártida
(2021) Támara Acosta, Ana Karina; Mercado Molina, Blanca Rosa; Rubiano Labrador, Carolina (director); Acevedo Barrios, Rosa
Aproximadamente el 98% de la superficie de la Antártida está cubierta de hielo constantemente, convirtiéndose así en un ambiente extremo con condiciones particulares de temperatura, pH, radiación y salinidad, que albergan microorganismos conocidos como extremófilos. Dentro de este grupo encontramos los psicrófilos, que son organismos capaces de vivir óptimamente a temperaturas <15°C, característica que les permite adaptarse fácilmente a diversas condiciones ambientales, y ser considerados candidatos para diversas aplicaciones biotecnológicas. En la actualidad existen escasas investigaciones acerca de la diversidad microbiana de los microorganismos adaptados al frío, por consiguiente, el objetivo de este estudio fue identificar bacterias psicrófilas y psicrotolerantes provenientes de la Antártida con capacidad de producción de enzimas hidrolíticas para su potencial uso en el tratamiento de aguas residuales. La realización de este trabajo se dividió en cuatro fases: (i) toma de muestras de sedimentos marinos provenientes de la Isla Livingston, (ii) aislamiento de bacterias adaptadas al frío empleando medio básico de sales suplementado con diferentes fuentes de carbono, (iii) caracterización fenotípica y genotípica de las bacterias aisladas, y (iv) evaluación de la actividad enzimática hidrolítica de las cepas aisladas. Se aislaron 10 cepas bacterianas adaptadas al frío aerobias heterótrofas, de las cuales se logró la identificación taxonómica de 5 cepas que estuvieron relacionadas con las especies Pseudomonas mandelii (UTB-115, UTB-117 y UTB-118), Pseudomonas prosekii (UTB-164) y Exiguobacterium artemiae (UTB-116), las cuales son comúnmente encontradas en ambientes fríos. En cuanto a la actividad enzimática hidrolítica se determinó que 2 cepas presentan actividad amilolítica, 5 cepas presentaron actividad proteolítica y 3 cepas presentaron actividad lipolítica. Además, la cepa UTB-118 presentó múltiple actividad enzimática. Los resultados obtenidos en este estudio demuestran que la Antártida es un reservorio de bacterias adaptadas al frío productoras de enzimas hidrolíticas con potencial biotecnológico para ser empleadas en el tratamiento de aguas residuales.
Caracterización de bacterias tolerantes a la sal reductoras de perclorato provenientes de la isla Media Luna, Antártida.
(2021) González Díaz, Diana Estefany; Mira Peinado, Stephanie Carolina; Acevedo Barrios, Rosa; Rubiano Labrador, Diana Carolina (cotutor)
El perclorato es un contaminante emergente de origen antropogénico y/o natural, que por sus propiedades químicas ha sido utilizado para diferentes fines industriales. Esta sustancia es considerada un contaminante global que afecta la biota y la salud humana, principalmente por ser un potente disruptor endocrino. Por ello, surge la necesidad de evaluar técnicas de biorremediación bacteriana para reducir este contaminante. Los halófilos son organismos productores de enzimas estables a la sal, que además pueden tolerar y reducir contaminantes como el perclorato de manera eficiente en ambientes extremos. En este sentido, la Antártida por sus condiciones extremas tales como bajas temperaturas y alta salinidad, presenta condiciones favorables para el crecimiento y desarrollo de bacterias nativas que frente a estas condiciones son capaces de degradar perclorato. Por lo tanto, el objetivo de este estudio fue caracterizar bacterias reductoras de perclorato a partir de sedimentos marinos provenientes de Isla Media Luna, Antártida durante los años 2017 y 2019. Los aislamientos fueron incubados a 4°C y evaluados en los medios de cultivo LB, R2A, M63 y AAD12 modificados con agua de mar filtrada y 750 ppm de (KClO4)-. Así mismo, se realizaron ensayos de susceptibilidad al cloruro de sodio (NaCl) utilizando concentraciones de 3.5 % a 30% (p/v) y de perclorato de potasio (KClO4)- en concentraciones desde 500 ppm hasta 10000 ppm. Finalmente, se determinó el porcentaje de reducción de perclorato mediante un electrodo selectivo. Las cepas aisladas designadas como UTB-123, UTB-124, UTB-160, UTB-161 y UTB-162 crecieron en los medios LB y R2A. El análisis filogenético basado en secuencias del gen ARNr 16S mostró que estas cepas pertenecen a los géneros Sporosarcina, Pseudomonas y Psychrobacter. Estas cepas crecieron con variaciones de pH que iban de 6,5 a 12,0 y a concentraciones de hasta 30% p/v de NaCl y 1000 mg/L de (KClO4)-, reduciendo este último hasta en un 22%. En conclusión, las bacterias tolerantes a la sal aisladas de sedimentos marinos de la Isla Media Luna, Antártica son recursos prometedores para la biorremediación de la contaminación por perclorato.

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