CEPAS DE Yarrowia lipolytica, AISLADAS DE LAGUNAS ALTOANDINAS DEL PERÚ CONTAMINADAS CON RELAVES MINEROS, COMO POTENCIALES AGENTES PARA LA BIORREMEDIACIÓN DE METALES PESADOS

Autores

DOI:

https://doi.org/10.21704/rea.v22i1.1978

Palavras-chave:

relaves mineros, parámetros fisicoquímicos, concentración letal media (CL50), biosorción, Yarrowia lipolytica

Resumo

El objetivo del presente trabajo fue estudiar la concentración letal media (CL50) y la capacidad de biosorción de metales pesados en levaduras aisladas del Lago Junín y la relavera Yanamate. Se evaluaron en ambos cuerpos de agua: pH, conductividad eléctrica, temperatura, sólidos totales disueltos (STD) y metales pesados por ICM-MS, según los Estándares de Calidad Ambiental (ECA) del Ministerio del Ambiente-MINAM del Perú. Los parámetros fisicoquímicos evaluados en el Lago Junín fueron superiores a los límites máximos permisibles (LMP) para los siguientes metales: arsénico, cadmio, cobre, cromo y plomo. En la relavera Yanamate, los parámetros evaluados estuvieron fuera del LMP para los ECA de aguas tipo IV: pH inferiores a 3 (ácidos), altas conductividades eléctricas y elevadas concentraciones de metales pesados. A partir de las aguas muestreadas, se aislaron levaduras en medio YPG a 10 °C y 20 °C. La CL50 de los iones Cr+6, Cu+2 , Cd+2 y Hg+2 en Y. lipolytica AMJ3 fue 0.24 mM, 1.34 mM, 0.54 mM y 7.5 0.04 mM en el orden descrito; en tanto la cepa Y. lipolytica AMJ6 mostró una CL50 de 1.06 mM, 1.42 mM, 0.49 mM y 0.05 mM en el mismo orden. La capacidad de biosorción del ion Cu+2 fue del 90% en el caso de la cepa AMJ3 y 92% en la cepa AMJ6, a una concentración de 1.26 mM; asimismo, la biosorción del ion Cr+6 fue cercana al 90% en ambas cepas (AMJ3 y AMJ6) a concentraciones de 0.24 mM y 0.96 mM, respectivamente. Los análisis de las secuencias nucleotídicas de las cepas AMJ3 y AMJ6 confirmaron una identidad del 100% en el clado de Yarrowia lipolytica. Los resultados obtenidos de CL50 y la capacidad de biosorción indican que las levaduras bajo estudio tienen potencial en la biorremediación de cuerpos de agua y suelos contaminados con metales pesados.

Downloads

Os dados de download ainda não estão disponíveis.

Referências

Acosta I., Moctezuma-Zárate M.G., Gutiérrez C. & Rodriguez X. 2005. Bioadsorción de Cromo (VI) en Solución Acuosa por la Biomasa Celular de Cryptococcus neoformans y Helminthosporium sp. Información tecnológica, 16(1): 0718-0764. DOI:10.4067/S0718-07642005000100003.

Aduvire O., Quinteros J. & Mazadiego L. 2018. Aplicación de los índices geomecánicos en el arranque de rocas mediante excavación o voladura. Investigación Minera. Nº registro: TT-076. https://www.eadic.com/wpcontent/uploads/2013/12/TT-076-Final.pdf.

ANA. 2010. Evaluación de recursos hídricos superficiales en la cuenca del río Mantaro. Tomo I.

ANA (Autoridad Nacional del Agua) / Ministerio de Agricultura. Lima, Perú. hdl.handle.net/20.500.12543/1968.

ANA. 2011. Protocolo de Monitoreo de la Calidad de los Recurso Hídricos. ANA (Autoridad Nacional del Agua) / Ministerio de Agricultura. Perú. www.gwp:globalassets/global/gwpsam_files/publicaciones/varios/2011-protocoloanaperu.pdf.

APHA, AWWA & WEF. 2012. Standard Methods for Examination of Water and Waste Water. 22nd Edition, American Public Health Association, Washington DC. https://betastatic.fishersci.com/content/dam/fishersci/en_US/documents/programs/scientific/technical-documents/whitepapers/apha-water-testing-standard-methodsintroduction-white-paper.pdf.

Arinbasarova A.Y., Biryukova E.N. & Medentsev A.G. 2015. Antistress systems of the yeast Yarrowia lipolitica. Applied Biochemistry and Microbiology, 51(2): 135-142. [Original Russian Text © A.Yu. Arinbasarova, E.N. Biryukova, A.G. Medentsev, 2015, published in Prikladnaya Biokhimiya i Mikrobiologiya, 2015, Vol. 51, No. 2, pp. 122–131.]. https://link.springer.com/article/10.1134/S00036838150 20027.

Bahafid W., Joutey N.T., Asri M., Sayel H., Tirry N. & El Ghachtouli N. 2017. Yeast biomass: an alternative for bioremediation of heavy metals (Chapter 12). YeastIndustrial Applications, 269-289. DOI: https://doi.org//10.5772/intechopen.70559.

Bankar A.V., Kumar A.R. & Zinjarde S. 2009. Removal of chromium (VI) ions from aqueous solution by adsorption onto two marine isolates of Yarrowia lipolytica. Journal of Hazardous Materials, 170(1): 487-494. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2009.04.070.

Bianchini F. 2009. Evaluación de la Calidad de los Recursos Hídricos en la Provincia de Pasco y de la Salud en el Centro Poblado de Paragsha. Asociación Civil Centro de Cultura Popular Labor. Pasco / Perú. https://laborpascoperu.org.pe/wpcontent/uploads/2020/08/Libro_Flaviano.pdf.

Botha A. 2011. The importance and ecology of yeasts in soil. Soil Biology and Biochemistry, 43(1), 1-8. DOI:10.1016/j.soilbio.2010.10.001.

Campaña-Pérez J.F., Portero P., Martín-Ramos P. & Carvajal E.J. 2019. Ecuadorian yeast species as microbial particles for Cr (VI) biosorption. Environmental Science and Pollution Research, 26(27): 28162-28172. https://link.springer.com/article/10.1007/s11356-019- 06035-8.

Cañizares-Villanueva R.O. 2000. Heavy metals biosorption by using microbial biomass. Revista Latinoamericana de Microbiología, 42(3): 131-143. https://www.medigraphic.com/cgibin/new/resumenI.cgi?IDARTICULO=10632.

Castillo J.H. 2008. Influencia antropogénica minera de la especie endémica Batrachophrynus macrostomus Peters, 1873 en peligro de extinción del lago Chinchaycocha (Pasco, Junín) 2007. Tesis para optar el grado académico de Doctoral en Ciencias Biológicas. Universidad Nacional de Trujillo. dspace.unitru.edu.pe/handle/UNITRU/5903.

Cusiche L.F. & Miranda G.A. 2019. Contaminación por aguas residuales e indicadores de calidad en la Reserva Nacional ‘Lago Junín’, Perú. Revista mexicana de ciencias agrícolas, 10(6), 1433-1447. DOI: 10.29312/remexca.v10i6.1870.

Chen Y., Li F., Mao J., Chen Y. & Nielsen J. 2021. Yeast optimizes metal utilization based on metabolic network and enzyme kinetics. Proceedings of the National Academy of Sciences, 118(12): e2020154118. DOI: 10.1073/pnas.2020154118.

DIGESA. 2003. RESOLUCIÓN MINISTERIAL Nº 615- 2003-SA/DM: Aprueban el documento "Criterios Microbiológicos de Calidad Sanitaria e Inocuidad para los Alimentos y Bebidas de Consumo Humano" RM del 30 de mayo del 2003. El Peruano: Normas Legales, 22(8406): 246849-246862. Sábado 28 de junio de 2003. https://busquedas.elperuano.pe/download/full/4Lower0oq3b8xHOhKjPxQW.

Dil E.A., Ghaedi M., Ghezelbash G.R., Asfaram A. & Purkait M.K. 2017. Highly efficient simultaneous biosorption of Hg2+, Pb2+ and Cu2+ by Live yeast Yarrowia lipolytica 70562 following response surface methodology optimization: Kinetic and isotherm study. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 48: 162-172. DOI:10.1016/j.jiec.2016.12.035.

Dinesen L., Chamorro A., Fjeldsa J. & Aucca C. 2018. Longterm declines in waterbirds abundance at Lake Junín, Andean Peru. Bird Conservation International, 29(1): 83- 99. DOI:10.1017/S0959270918000230.

Dold B., Wade C. & Fontboté L. 2009. Water management for acid mine drainage control at the polymetallic Zn–Pb– (Ag–Bi–Cu) deposit Cerro de Pasco, Peru. Journal of Geochemical Exploration, 100(2-3): 133-141. DOI:10.1016/j.gexplo.2008.05.002.

Dönmez G. & Aksu Z. 2001. Bioaccumulation of copper (ii) and nickel (ii) by the non- adapted and adapted growing Candida sp. Water Research, 35(6): 1425-1434. DOI: 10.1016/S0043-1354(00)00394-8.

Doyle J. 1991. DNA Protocols for Plants. In: Hewitt G.M., Johnston A.W.B. & Young J.P.W. (eds) Molecular Techniques in Taxonomy. NATO ASI Series, vol 57. Springer. Berlin, Heidelberg. DOI: 10.1007/978-3-642- 83962-7_18.

Dudeja S.S., Singh N.P., Sharma P., Gupta S.C., Chandra R., Dhar B., Bansal R.K., Brahmaprakash G.P., Potdukhe S.R., Gundappagol R.C., Gaikawad B.G. & Nagaraj K.S. 2011. Biofertilizer technology and pulse production. In: Bioaugmentation, Biostimulation and Biocontrol. 43-63. Part of the Soil Biology book series (SOILBIOL, volume 108). Springer. Berlin Heidelberg. DOI: 10.1007/978-3- 642-19769-7_3.

EPA. 1994. Method 200.7. Determination of metals and trace elements in water and wastes by inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry. Revision 4.4 EMMC Version. EPA (U. S. Environmental Protection Agency). https://www.epa.gov/sites/default/files/2015-08/documents/method_200-7_rev_4-4_1994.pdf.

Fu Q., Li W.-X., Yao Y., Liu H., Su H.-Y., Ma D., Gu X.-K., Chen L., Wang Z., Zhang H., Wang B. & Bao X. 2010. Interface-confined ferrous centers for catalytic oxidation. Science, 328(5982): 1141-1144. DOI: 10.1126/science.1188267.

Fu S.-F., Sun P.-F., Lu H.-Y., Wei J.-Y., Xiao H.-S., Fang W.-T., Cheng B.-Y. & Chou, J. Y. 2016. Plant growthpromoting traits of yeasts isolated from the phyllosphere and rhizosphere of Drosera spatulata Lab. Fungal biology, 120(3): 433-448. DOI: 10.1016/j.funbio.2015.12.006.

Gizaw B., Tsegay Z., Tefera G., Aynalem E., Wassie M. & Abatneh E. 2017. Phosphate solubilizing fungi isolated and characterized from Teff rhizosphere soil collected from North Showa zone, Ethiopia. African Journal of Microbiology Research, 11(17): Article Number 66AF57F64120: 687-696. DOI: 10.5897/AJMR2017.8525.

Gross C., Kelleher M., Iyer V.R., Brown P.O. & Winge D.R. 2000. Identification of the copper regulon in Saccharomyces cerevisiae by DNA microarrays. Journal of Biological Chemistry, 275(41): 32310-32316. https://doi.org/10.1074/jbc.M005946200.

Higa T. & Parr J.F. 2013. Microorganismos Benéficos y efectivos para una agricultura y medio ambiente sostenibles. Maryland (USA): Centro internacional de Investigación de Agricultura Natural, Departamento de Agricultura de los Estados Unidos, 13. [Versión traducida de: Higa T. & Parr, J. F. 1994. Beneficial and effective microorganisms for a sustainable agriculture and environment. International Nature Farming Research Center. Atami, Japan. https://www.bokashi.se/dokument/bibliotek/EM.pdf]. https://itscv.edu.ec/wpcontent/uploads/2018/10/MICROORGANISMOS-DEL-SUELO-PARA-LA-AGRICULTURA.pdf. https://cdn.goconqr.com/uploads/media/pdf_media/4217 8589/ef577365-1bb5-4922-a61b-1e268f8784d6.pdf.

Hodson M.E. 2004. Heavy metals—geochemical bogey men? Environmental Pollution, 129(3): 341-343. DOI: 10.1016/j.envpol.2003.11.003.

Hosiner D., Gerber S., Lichtenberg-Fraté H., Glaser W., Schüller C. & Klipp E. 2014. Impact of Acute Metal Stress in Saccharomyces cerevisiae. PLOS ONE, 9(1): e83330. DOI: 10.1371/journal.pone.0083330.

Ito H., Inouhe M., Tohoyama H. & Joho M. 2007. Characteristics of copper tolerance in Yarrowia lipolytica. BioMetals, 20(5): 773-780. DOI: 10.1007/s10534-006-9040-0.

Jin Y.H., Dunlap P.E., McBride S.J., Al-Refai H., Bushel P.R. & Freedman J.H. 2008. Global Transcriptome and Deletome Profiles of Yeast Exposed to Transition Metals. PLOS Genetics, 4(4): e1000053. DOI: 10.1371/journal.pgen.1000053.

Kumar S., Stecher G. & Tamura K. 2016. MEGA7: molecular evolutionary genetics analysis version 7.0 for bigger datasets. Molecular Biology and Evolution, 33(7): 1870- 1874. DOI: 10.1093/molbev/msw054.

Loza A. & Mendoza W. 2017. Evaluación poblacional y de estado de conservación de Telmatobius macrostomus Peters, 1873 (Anura: Telmatobiidae) en humedales altoandinos, Región Pasco (Perú). Revista de Investigaciones Altoandinas, 19(2): 145–156. DOI: 10.18271/ria.2017.273.

Mamaev D. & Zvyagilskaya R. 2021. Yarrowia lipolytica: A multitalented yeast species of ecological significance. FEMS Yeast Research, 21(2): foab008. DOI: 10.1093/femsyr/foab008.

Michely S., Gaillardin C., Nicaud J.M. & Neuvéglise C. 2013. Comparative physiology of oleaginous species from the Yarrowia clade. PLOS ONE, 8(5): e63356. DOI: 10.1371/journal.pone.0063356.

MINAM (Ministerio del Ambiente / PE). 2012. Resolución Suprema 002-2012-MINAM: Plan de manejo ambiental sostenible Chinchaycocha 2012-2016. El Peruano (Normas Legales), 29(11873): 468035-468035. Sábado 9 de junio de 2012. http://www.minam.gob.pe/wpcontent/uploads/2013/09/rs-002-2012-minamplan_manejo_ambiental.pdf. https://busquedas.elperuano.pe/normaslegales/apruebanel-plan-de-manejo-ambiental-sostenible-chinchaycochresolucion-suprema-n-002-2012-minam-799555-7/. https://busquedas.elperuano.pe/download/full/BCWOWp9bKWUApheyGXepRn.

MINAM (Ministerio del Ambiente / PE). 2017. Decreto Supremo Nº 004-2017-MINAM: Aprueban Estándares de Calidad Ambiental (ECA) para Agua y establecen Disposiciones Complementarias. Diario (Oficial) El Peruano (Normas Legales), 34(14101): 10-19. miércoles 7 de junio de 2017. busquedas.elperuano.pe/download/full/A9FfboQZawNA tgAiwXkB6T.

MINEM (Ministerio de Energía y Minas / PE). 2009. Resolución del Consejo de Minería N° 499-2009 / CM. Dirección General de Minería.

MINSA (Ministerio de Salud / PE). 2011. Análisis de Situación de Salud de la Región Pasco. Dirección Regional de Salud en Pasco.

Nicaud J.M. 2012. Yarrowia lipolytica. Yeast, 29(10): 409- 418. DOI: 10.1002/yea.2921.

Orbegozo J., Abanto M., García R. & Ramírez P. 2008. Identificación molecular de Pichia guillermondii aislada de aguas ácidas de minas en el Perú y su resistencia a metales pesados. Revista Peruana de Biología, 15(1): 91- 95. DOI: 10.15381/rpb.v15i1.1681.

Rehman A., Farooq H. & Hasnain S. 2008. Biosorption of copper by yeast, Loddermyces elongisporus, isolated from industrial effluents: its potential use in wastewater treatment. Journal of Basic Microbiology, 48(3): 195- 201. DOI: 10.1002/jobm.200700324.

Rehman A., Farooq H. & Shakoori A. R. 2007. Copper tolerant yeast, Candida tropicalis, isolated from industrial effluents: Its potential use in wastewater treatment. Pakistan Journal of Zoology, 39(6): 405-412. zsp.com.pk/pdf3/405-412%20(9).pdf.

Skousen J., Rose A., Geidel G., Foreman J., Evans R. & Hellier W. 1998. A Handbook of technologies for avoidance and remediation of acid mine drainage. National Mine Land Reclamation Center, located at West Virginia University in Morgantown, West Virginia. wvwri.wvu.edu/files/d/c2e42b2b-e40d-4ada-8bad3c264d867e76/99-handbook-avoidance-remediation.pdf.

Sun X.-Y., Zhao Y., Liu L.-L., Jia, B., Zhao F., Huang W.-D. & Zhan J.-C. 2015. Copper Tolerance and Biosorption of Saccharomyces cerevisiae during Alcoholic Fermentation. PLOS ONE, 10(6): e0128611. DOI: 10.1371/journal.pone.0128611.

Wade C., Dold B. & Fontboté L. 2006. Geochemistry and Mineralogy ff the Quiulacocha Tailings Impoundment from the Polymetallic Zn-Pb-(Ag-Bi-Cu) Deposit Cerro De Pasco, Peru. In: Barnhisel R.I. (Ed.) 7th International Conference on Acid Rock Drainage (ICARD), March 26- 30, 2006, St. Louis MO. 2199-2206. American Society of Mining and Reclamation (ASMR). DOI: 10.21000/JASMR06022198.

Wang J. & Chen C. 2006. Biosorption of heavy metals by Saccharomyces cerevisiae: A review. Biotechnology Advances, 24(5): 427-451. DOI: 10.1016/j.biotechadv.2006.03.001.

Publicado

2023-07-24

Edição

Secção

Artículos originales

Como Citar

Sánchez-Rojas, T. L. ., Macedo-Prada, D. ., Ramírez, P. S. ., Arrieta, L. K. ., Durán, Y. ., Flores, A., Manya, W. F. ., & Gregory , G. . (2023). CEPAS DE Yarrowia lipolytica, AISLADAS DE LAGUNAS ALTOANDINAS DEL PERÚ CONTAMINADAS CON RELAVES MINEROS, COMO POTENCIALES AGENTES PARA LA BIORREMEDIACIÓN DE METALES PESADOS. Ecología Aplicada, 22(1), 1-16. https://doi.org/10.21704/rea.v22i1.1978