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http://cimav.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1004/87| Evaluación de impacto de las nanopartículas de CuO en suelo agrícola y su interacción con bacterias aisladas | |
| SANDRA IXMUCAME CONCHA GUERRERO | |
| ERASMO ORRANTIA BORUNDA | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| El incremento del uso de las nanopartículas (NPs) en los últimos años ha sido
exponencial debido a las propiedades físicas y químicas que poseen. En contraste, el
efecto eco-toxicológico ha sido escasamente estudiado. El impacto de las NPs al medio
ambiente se lleva a cabo principalmente a través de aguas residuales industriales. Sin
embargo, también se encuentran presentes en aguas residuales municipales, la intemperie
y en el suelo por el arrastre debido al envejecimiento de los productos que las contienen.
Una vez que las NPs se depositan en el suelo, el daño a los microorganismos dependerá
de varios factores como el tipo, cantidad, concentración, tamaño o superficie. En el
presente trabajo, 56 cepas bacterianas fueron aisladas de un suelo agrícola, clasificándose
dentro de 17 diferentes OTUs distribuidas dentro de 3 clases: Bacilli (36 cepas),
Flavobacteria (2 cepas) y Gammaproteobacteria (18 cepas). Las nanopartículas de oxido
de cobre (CuONPs) fueron sintetizadas usando un proceso de precipitación química, éstas
tienen forma esférica y con un tamaño primario de 17nm. 21 cepas fueron evaluadas para
la citotoxicidad de CuONPs y 11 de estas cepas mostraron alta sensibilidad. Entre estas
cepas, 4 de ellas fueron seleccionadas para determinar el tipo de daño producido
(Brevibacillus laterosporus CSS8, Chryseobacterium indoltheticum CSA28 y Pantoea
ananatis CSA34 y CSA35). El efecto toxico de las CuONPs fue observado en 25mgL-1
en cultivos en placa y el daño a la membrana celular en 160 mgL-1 . La microscopia
electrónica mostró la formación de cavidades y huecos sobre la membrana celular, así
como degradación, colapso celular y lisis. Estos efectos tóxicos son probablemente
causados por la interacción con iones, reacciones de oxido- reducción sobre la membrana y generación de especies reactivas de oxígeno. Por otro lado, se investigó el efecto toxico ocasionado por CuONPs sobre comunidades microbianas de suelo agrícola usando microcosmos como modelo experimental. Los microcosmos (100g suelo) fueron expuestos a 250mg of CuONPs/Kg.soil y se evalúo el daño durante 0, 15 y 30 días de exposición mediante la técnica molecular T-RFLP. Se observaron decrementos en las poblaciones con respecto al tiempo de incubación. Sin embargo el mayor efecto fue observado en las comunidades presentes en los microcosmos evaluados en el tiempo 0 días (74 T-RFs) con respecto a las encontradas en los microcosmos expuestos a CuONPs a los 30 días de exposición (34 T-RFs) disminuyendo hasta en un 45%. Los resultados de esta investigación contribuyen de manera importante a la generación de nueva información acerca del impacto ecológico que producen las NPs óxido metálicas. The increased used of nanoparticles (NPs) in recent years has been exponential because of their physical and chemical properties. In contrast, the eco-toxicological effects have been poorly studied. The impact of NPs into the environment is carried out mainly through industrial wastewaters. However, they are also present in municipal wastewater, rainwater and soil due to aging of products that contain NPs. Once the NPs are deposited on the soil, the microorganisms damage will depend on several factors including NP’s type, amount, concentration, size or surface. In this paper, 56 bacterial strains were isolated from agricultural soil, classified in 17 different OTUs distributed into 3 classes: Bacili (36 strains), Flavobacteria (2 strains) y Gammaproteobacteria (18 strains). The copper oxide nanoparticles (CuONPs) were synthesized using a chemical precipitation process; they are spherical and have a primary size of 17nm. The cytotoxicity of CuONPs was evaluated on the basis of 21 strains and 11 of these strains showed high sensitivity. Among these strains, 4 of them were selected to determine the type of damage produced (Brevibacillus laterosporus CSS8, Chryseobacterium indoltheticum CSA28 and Pantoea ananatis CSA34 and CSA35). The toxic effect of CuONPs was observed in 25mgL-1 plate cultures and damage to the cell membrane in 160 mg L-1. Electron microscopy showed the formation of cavities and holes on the cell membrane as degradation, cell lysis and collapse. These toxic effects are probably caused by interaction with ions, oxidation-reduction reactions on the membrane and generation of reactive oxygen species. Furthermore, the CuONPs toxic effect on agricultural soil microbial communities using microcosms as experimental model was investigated. Microcosms (100g of soil) were exposed to 250mg of CuONPs / Kg.soil and damage was evaluated during 0, 15 and 30 days of exposure by molecular technique T-RFLP. Decreases in populations were observed with respect to time of incubation. However the greatest effect was observed in the communities present in the microcosm evaluated at time 0 days (74 T-RFs) with respect to those found in microcosms exposed to CuONPs 30 days of exposure (34 T-RFs) decreasing up to 45%. The results of this research contribute significantly to new information about the metal oxide NPs ecological impact. | |
| 2015-05 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| Empresas | |
| BIOQUÍMICA | |
| Aparece en las colecciones: | Doctorado en Ciencia y Tecnología Ambiental |
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