Diversidad y flexibilidad metabólica de consorcios nitrificantes y desnitrificantes usados en el tratamiento de aguas residuales

Background. Nitrification and denitrification processes are part of the biogeochemical nitrogen cycle. The microorganisms that carry them out are used in wastewater treatment systems to remove a very common pollutant; ammonium (NH4 +) and release molecular nitrogen (N2 ). Objective. Show the diversity and metabolic flexibility of nitrifying and denitrifying consortia used in the elimination of nitrogen from wastewater. Results. Among these taxonomically diverse microorganisms, bacteria are the best studied. They are divided and named according to the main process they carry out. Although thanks to the genes they share, their diversity and metabolic flexibility can enable them to survive under changing conditions and through functions different from the process that is canonically attributed to them. The characteristic genes of these processes are used as molecular markers in community studies. However, taxa known canonically as nitrifying may have functional genes of the denitrifying process. Microorganisms classified as typically denitrifying may have functional genes of the nitrifying process. The consortia (flocules, granules and biofilms) used in the elimination of NH4 + are an example of communities that can have superior or different capacities than those of their individual members. Conclusions. This review compiles physiological, genetical, and ecological information that contributes to a better understanding of the great diversity and metabolic flexibility of nitrifying and denitrifying consortia. It stands out that in artificial systems, a better knowledge of the participating taxa and their trophic, metabolic and communication relationships, would allow a better control of the nitrifying and denitrifying processes for making them more efficient and stable.Antecedentes. Los procesos de la nitrificación y desnitrificación forman parte del ciclo biogeoquímico del nitrógeno. Los microorganismos que los llevan a cabo son empleados en los sistemas dedicados al tratamiento de aguas residuales para eliminar un contaminante muy común; el amonio (NH4 +), y liberar nitrógeno molecular (N2 ). Objetivo. Mostrar la diversidad y flexibilidad metabólica de consorcios nitrificantes y desnitrificantes usados en la eliminación de nitrógeno de aguas residuales. Resultados. En estos microorganismos taxonómicamente diversos, las bacterias son las mejor estudiadas. Se las divide y nombra según el proceso principal que realizan. Aunque en realidad gracias a los genes que comparten, pueden presentar una diversidad y flexibilidad metabólica, que las capacita para sobrevivir en condiciones cambiantes y con funciones distintas del proceso que canónicamente se les atribuye. Los genes característicos de estos procesos son empleados como marcadores moleculares en estudios de comunidades. Sin embargo, taxones conocidos canónicamente como nitrificantes pueden tener genes funcionales propios del proceso desnitrificante. Microorganismos catalogados como típicamente desnitrificantes pueden tener genes funcionales del proceso nitrificante. Los consorcios (flóculos, gránulos y biopelículas) empleados en la eliminación de NH4 + son un ejemplo de comunidades que pueden tener capacidades superiores o distintas de las que tienen sus integrantes individualmente. Conclusiones. La presente revisión conjunta información fisiológica, genética y ecológica que contribuye a entender mejor la gran diversidad y flexibilidad metabólica de los consorcios nitrificantes y desnitrificantes. Se destaca que, en los sistemas artificiales, un mayor conocimiento de los taxones participantes, así como de sus relaciones tróficas, metabólicas y de comunicación posibilitaría un mejor control de los procesos nitrificante y desnitrificante para que estos sean más eficientes y estables

Stem transcriptome screen for selection in wild and cultivated pitahaya (Selenicereus undatus): an epiphytic cactus with edible fruit

Dragon fruit, pitahaya or pitaya are common names for the species in the Hylocereus group of Selenicereus that produce edible fruit. These Neotropical epiphytic cacti are considered promising underutilized crops and are currently cultivated around the world. The most important species, S. undatus, has been managed in the Maya domain for centuries and is the focus of this article. Transcriptome profiles from stems of wild and cultivated plants of this species were compared. We hypothesized that differences in transcriptomic signatures could be associated with genes related to drought stress. De novo transcriptome assembly and the analysis of differentially expressed genes (DEGs) allowed us to identify a total of 9,203 DEGs in the Hunucmá cultivar relative of wild Mozomboa plants. Of these, 4,883 represent up-regulated genes and 4,320, down-regulated genes. Additionally, 6,568 DEGs were identified from a comparison between the Umán cultivar and wild plants, revealing 3,286 up-regulated and 3,282 down-regulated genes. Approximately half of the DEGs are shared by the two cultivated plants. Differences between the two cultivars that were collected in the same region could be the result of differences in management. Metabolism was the most representative functional category in both cultivars. The up-regulated genes of both cultivars formed a network related to the hormone-mediated signaling pathway that includes cellular responses to auxin stimulus and to hormone stimulus. These cellular reactions have been documented in several cultivated plants in which drought-tolerant cultivars modify auxin transport and ethylene signaling, resulting in a better redistribution of assimilates

Biodegradación de antibióticos por desnitrificación y efectos sobre la fisiología, cinética y comunidades microbianas desnitrificantes: Biodegradación de antibióticos y sus efectos en la desnitrificación

Antecedentes. La contaminación del agua por nitrato y antibióticos ha ido creciendo a lo largo de los años, por lo que el proceso desnitrificante puede ser una buena alternativa para la eliminación simultánea de ambos compuestos. Objetivo. Mostrar el papel de la desnitrificación en la eliminación de antibióticos, así como los efectos de estos compuestos sobre la fisiología y cinética del proceso respiratorio, los genes y las poblaciones microbianas desnitrificantes. Resultados. Existen estudios sobre la eliminación de diferentes antibióticos bajo condiciones desnitrificantes, sin embargo, en la mayoría de los trabajos, el destino de la materia carbonada y nitrogenada consumida se desconoce. Antibióticos como las sulfonamidas y tetraciclinas provocan efectos negativos sobre el proceso desnitrificante al disminuir la eficiencia de eliminación de nitrato, su velocidad de consumo y propiciar la acumulación de nitrito. Se reportaron géneros desnitrificantes como Thauera y Pseudomonas como resistentes y/o tolerantes ante la presencia de diferentes antibióticos pertenecientes a las fluoroquinolonas, macrólidos, tetraciclinas y β-lactámicos, así como mezclas de éstos. La disminución de la abundancia y expresión génica de genes que participan en la desnitrificación como nirS y nosZ, fue observada en presencia de sulfonamidas, efecto que podría causar la acumulación de nitrito y óxido nitroso, ocasionando un posible cuello de botella en el proceso desnitrificante. En microorganismos desnitrificantes expuestos a antibióticos han sido detectados genes de resistencia a antibióticos, los cuales podrían actuar como mecanismos de defensa ante su presencia. Conclusiones. La información contenida en la presente revisión contribuye al conocimiento sobre el proceso desnitrificante, proponiendo su uso para llevar a cabo una eliminación más eficiente y estable de nitrato y antibióticos presentes en aguas contaminadas

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Transcriptomic profiles comparison of wild and cultivated plant comparison of transcriptomic profiles of wild and cultivated plants of Selenicereus undatus stems. </p