Capacidad de los basidiomicetes para degradar Endosulfán y Clorpirifón en una matriz compleja

Abstract

The white and brown wood rotting fungi have shown a great ability to degrade xenobiotic compounds. These properties are determined by their battery of extracellular enzymes that can convert these compounds to CO2 and H2O. Compounds such as endosulfan and chlorpyrifos are important in Uruguay as they are extensively used in crops such as soybean and cereals, fruits, among others. These compounds are considered recalcitrant, and in Uruguay there is not still any environmentally friendly elimination procedure in use. Therefore, bioremediation of these compounds by Basidiomycetes arises as an adequate alternative. Two strains of basidiomycetes were selected after a screening study where the bioconversion ability of 11 strains from the Department of Microbiology was assessed. From the fungi studied, three showed a promising degradation capacity, and Abortiporus biennis and Bjerkandera adusta were chosen to continue the degradation study. We evaluated the ability of these Basidiomycetes to grow in plates containing 50 and 60 mg / kg of endosulfan and chlorpyrifos individually and as a mixture, in YNB medium with and without glucose, alternating the carbon source and the compound(s) of interest. Once it was demonstrated the ability to grow in the presence of high concentrations of such pesticides, we tested the biodegradation ability of these fungi in a matrix containing rice straw immersed in semisolid agar. This parameter was evaluated after 21 and 60 days of incubation. The percentage of degradation at 60 days was 39 and 33% for α and β endosulfan and 24% for chlorpyrifos. Acetonitrile was used as the extraction solvent and the clean-up procedure was a d-SPE (dispersive Solid Phase Extraction). Detection was performed by gas chromatography with electron capture detector.

Los hongos de la podredumbre blanca y marrón de la madera han demostrado presentar una alta capacidad para degradar compuestos xenobióticos. Estas propiedades están determinadas por la batería de enzimas extracelulares que pueden transformar los compuestos a CO2 y H2O. Compuestos como el endosulfán y el clorpirifós han sido considerados en Uruguay de importancia dado su uso indiscriminado en los cultivos agrícolas como la soja, cereales, frutas, entre otros. Estos compuestos son considerados recalcitrantes, no existiendo en Uruguay una vía de eliminación amigable con el medio ambiente, planteándose la biorremediación como una alternativa para el estudio de la degradación de los compuestos por Basidiomicetes. En este trabajo se seleccionaron basidiomicetes a partir de un screening realizado sobre la capacidad bioconversora en 11hongos pertenecientes a la colección de la Cátedra de Microbiología. De los hongos evaluados 3 presentaron una buena capacidad y dentro de éstos se escogieron Bjerkandera adusta y Abortiporus bienis para continuar el estudio. Se evaluó la capacidad de crecimiento de estos Basidiomicetes en placas a 50 y 60 mg/kg de endosulfán y clorpirifós individualmente y en su mezcla; en medio YNB con y sin glucosa, alternando como variables la fuente de carbono y el compuesto de interés. Una vez que se demostró la capacidad que presentaban de crecer a altas concentraciones de dichos pesticidas, se probó la capacidad de biodegradación de éstos hongos en una matriz que contenía paja de arroz inmersa en agar semisólido y el hongo en estudio. Se evaluó este parámetro a los 21 y 60 días de incubación. Los porcentajes de degradación a los 60 días fueron 39 y 33% para α y β endosulfán y 24% para el clorpirifós. Para la extracción se utilizó acetonitrilo como solvente y un-clean-up dispersivo. La detección se realizó mediante cromatografía gaseosa con detector de captura electrónica.