Caracterización fisiológica y genómica de dos cepas nativas del género Shewanella con potencial biodegradador de colorantes azoicos

Abstract

La industria textil libera al ambiente grandes cantidades de aguas residuales que, entre otros varios contaminantes, contienen colorantes azo en su composición, los cuales son compuestos tóxicos, carcinogénicos y mutagénicos que afectan negativamente la vida acuática y la calidad del agua. El presente estudio tuvo por objetivo caracterizar a nivel fisiológico y genómico cepas nativas con potencial de degradación de colorantes azo obtenidas de un efluente de industria textil de Lima, Perú. Se aplicó el método de la microplaca a doce aislados bacterianos para su selección en base a su respuesta positiva a la decoloración de tres colorantes azo: Azul directo 71, Rojo remazol RGB y Amarillo Oro Remazol RGB. La actividad decolorante de las cepas seleccionadas fue evaluada mediante espectrofotometría UV-Visible en medio ZZ con el colorante respectivo a 100 ppm y en condiciones de microaerofilia durante 24 horas. El secuenciamiento de los genomas se realizó utilizando la tecnología HiSeq 2500 de Illumina, el ensamblaje de novo con el software SPAdes, la extensión de los contigs y reparación de gaps a través de los programas ABACAS e IMAGE y la anotación con Prokka. Las dos cepas con mejor eficiencia de degradación correspondieron a Shewanella sp. LC-2 y Shewanella sp. LC-6, ambas identificadas mediante análisis filogenómico resultando muy cercanas al grupo filogenético de Shewanella sp. FDAARGOS_354. Las cepas mostraron una actividad decolorante frente a Azul Directo 71, Rojo Remazol y Amarillo Remazol con porcentajes de 94.42, 94.79, 91.67 para Shewanella sp. LC-2 y 94.37, 94.92, 83.24 para Shewanella sp. LC-6 a las 24 h. Asimismo, los genomas de Shewanella sp. LC-2 y LC-6 revelaron la presencia de genes que codifican azorreductasas dependientes de NADH, peroxidasas decoloradoras de tinte (DyPs), genes implicados en la desaminación, asimilación de sulfatos, reducción de nitratos y metales pesados, como también en la degradación de benzoatos, catecol y gentisato. Se concluye que las cepas Shewanella LC-2 y LC-6 tienen una actividad metabólica eficaz para la decoloración de Azul directo 71, Rojo remazol RGB y Amarillo Oro Remazol RGB, presentan versatilidad catabólica y son de potencial aplicación en la biorremediación de aguas residuales textiles.