Coordinación del Programa de
Planeación Ambiental y Conservación.

Línea Estratégica VI

Microbiología ambiental

Responsable: Dr. Alejandro López Cortés

Dr. Alejandro López Cortés
Investigador Titular B
Investigador SNI II

1. Ambientes extremos hipersalinos

En el Laboratorio de Geomicrobiología y Biotecnología del CIBNOR hemos estado interesados en conocer la diversidad filogenética y funcional de Bacterias y Arqueas de ambientes extremos hipersalinos de la Reserva de la Biosfera El Vizcaíno, Baja California Sur, con propositos en ecología y biotecnología. En partícular microorganismos del tipo arquea productores de gas metano (metanógenas) y bacterias que acumulan polihidroxialcanoatos (PHA), moléculas que presentan propiedades similares a los plásticos convencionales como el poliéster y el polipropileno de origen petroquímico.

1.1. Arqueas metanógenas

Los análisis metagenómicos mostraron que la composición microbiana fue distintiva de cada sitio estudiado. En todas las muestras analizadas el Dominio Bacteria estuvo dominado por los phyla Bacteroidetes y Proteobacteria, mientras que la clase Halobacteria del phylum Euryarchaeota fue el mejor representado del Dominio Aqueas. Las comunidades de aqueas productoras de metano fueron dominadas por miembros de los Ordenes Methanosarcinales, Methanobacteriales y Methanococcales. Modificaciones artificiales a la salinidad y concentración de sulfatos con adición del sustrato trimetilamina en experimentos de microcosmos revelaron que metanógenas del Orden Methanomicrobiales fueron favorecidos solo en baja salinidades y concentración de sulfatos, pero también incrementando las abundancias de la clase Thermoplasmata. Además fue posible contribuir al conocimiento de la diversidad de Arqueas dando a conocer secuencias del 16S rRNA de miembros de los phyla Wosearchaeota, Diapherotrities, Aenigmarchaeota, Nanohaloarchaeota y Lokiarchaeota.

1.2. Bioplásticos basados en polihidroxialcanoatos

Se tienen evidencias de la producción de gránulos de PHA en cepas pertenecientes a los géneros Halomonas, Paracoccus, Planomicrobium y Staphylococcus y por primera ocasión la ocurrencia de genes que codifican para enzimas PHA sintasas presuntivas de las clases I y II correspondientes principalmente a las familias hipotéticas Rhodobacteraceae y Rhodospirillaceae y en menor representatividad para las familias Alteromonadaceae y Halomonadaceae en tapetes microbianos hipersalinos postulando a estos ecosystemas microbianos excelentes fuentes para el asilamiento de nuevas cepas productoras de PHA con potenciales aplicaciones industriales.

2. Comunidades de bacterias asocidas a krill (Nyctiphanes simplex)

Análisis de secuencias del 16S rRNA de cultivos de bacterias y de DNA ambiental mostraron que Photobacterium spp. y Pseudoalteromonas spp., fueron miembros dominantes del ensamble de bacterias durante todas las fases de vida del ciliado Pseudocollinia brintoni un potencial patobionte. Ahora es reconocido que este ciliado parasitoide ejerce un control sobre la población de krill, parte significante en las vias troficas de ecosistemas pelagicos.

3. Ecología y bioprospección de bacterias productoras de polihidroxialcanoatos.

Se reporta la caracterización de poli (3-hidroxibutirato) PHB producido por Halomonas salina cepa ESSAa1glu_3B, aislada de tapates microbianos de ambientes hipersalinos de Guerrero Negro, Baja California Sur, México. La cepa bacteriana fue capaz de producir biopolimero isotáctico de PHB a partir de glucosa (1%) como fuente úbnica de carbono. El polímero es un termoplástico estable hasta 225 °C y mostró una temperatura de fusión de 173.6 °C. El polímero obtenido presenta un valor bajo de cristalinidad (39.3%) en comparación con PHB producido por otras bacterias. Este polímero se reconoce como mas adecuado para uso práctico, contribuyendo al repertorio de bioplasticos disponibles para potenciales aplicaciones biotecnologicas posteriores, en el que polímeros elasticos sean necesarios.

Dra. Luz Estela González de Bashan
Investigadora Titular C
Investigadora SNI III

1. Asociación microalga-bacteria

El efecto de adherencia en interacción entre la microalga y la bacteria se estudió cocultivando Chlorella sorokiniana con dos cepas diferentes de A. brasilense: A. brasilense Az39 de tipo salvaje y A. brasilense Az39∆Hcp-E, una cepa mutante que tiene una deleción en el sistema de secreción VI, que afectan la capacidad de fijación de las bacterias. Se encontró que la reducción la adherencia tiene un efecto en el crecimiento de las microalgas (Figura 1) y crea un grupo más pequeño con las microalgas (Figura 2).

bashan fig1bashan fig2

2. Comunidades bacterianas asociadas a plantas del desierto y su uso en la rehabilitación de suelos erosionados

Se evaluaron los cambios en las propiedades biológicas del suelo en el área restaurada dentro de la Reserva Laura Arriaga. Se realizaron analisis de indicadores de fertilidad del suelo (actividades de las enzimas fosfatasa y β-glucosidasa y carbono de biomasa microbiana) y una aproximación a la comunidad de bacterias solubilizadoras de fosfato en areas de asociación cardón – mezquite.

bashan fig3bashan fig4

Dr. Macario Bacilio Jiménez
Investigador Titular A

Uso de plantas, bacterias promotoras del crecimiento vegetal y compostas-vermicompostas en la remediación de suelos contaminados y en la limpieza de desechos de minería.

A la fecha se está corriendo un experimento en invernadero con duración de 200 días donde se está probando el potencial bio-remediador de tres especies: Tecoma stans, Tradescantia palida y Aptenia cordifolia cultivados en desechos de minería con alto contenido en arsénico, plomo, cadmio, zinc, cobre y manganeso, empleando como mejorador del suelo vermicomposta al 0, 2.5, 5.0 y 10%.

El desempeño de las plantas después de 150 días es favorable pues se manifiesta tolerancia al estrés por metales (oides) pesados en general, pero de manera particular se observa buena producción de biomasa aérea y con apariencia saludable de las plantas a dosis de 5 y 10% de vermicomposta. Se espera finalizar el experimento a fines de octubre para analizar contenido de metales pesados y arsénico en raíz y parte aérea de las plantas, asi como en el suelo rizosférico.