Perfiles de resistencia a antibióticos y metales pesados en Pseudomonas aeruginosa potencialmente patógenas aisladas de agua de uso agrícola

El 70% de l agua a nivel mundial se destina principalmente para las actividades agrícolas. Sin embargo, debido al crecimiento descontrolado de los asentamientos urbanos se ha acentuado la escasez y contaminación de los cuerpos de agua superficiales, de tal forma que cada vez este líquido de buena calidad es más escaso para la agricultura. Uno de los pri n cipa les contaminantes son las bacterias potencialmente patógenas resistentes a los antibiót i cos. Pseudomonas aeruginosa es una bacteria que se encuentra normalmente en el agua y suelo, es patógeno de animales y plantas. Esta bacteria se ha considerado un fenóm eno de resistencia debido a la diversidad de mecanismos que posee, por lo cual representa un rie s go potencial para la p o blación. Método : Se colectaron muestras de agua de uso agrícola, a partir de las cuales se aislaron e identificaron a nivel bioquímico y molecular P. aeruginosa . En estas bacterias se determinó la distribución de 6 genes de virulencia por PCR. Mediante ensayos de difusión en disco y m i crodilución se analizó la resistencia a 20 antibióticos. Además mediante ensayos de microd i lución se dete rminó la resistencia a metales pesados. Resultados : Se identificaron a nivel bioquímico y molecular 46 aislados de P. aeruginosa, éstas son potencialmente patógenas ya que en ellas se detectó la presencia de los genes de virule n cia algD y toxA (100%), las B (97.8%), plcH (95.6%), plcN (91.3%) y exoS (89.1%). Dichas bacterias presentaron altos índices de resistencia a ampicilina, ceftriaxona, cloranfen i col, cefalotina, cefotaxima, nitrofurantoína, kanamicina , estreptomicina y tetraciclina. De igual forma fue ron muy susceptibles a ceftazidima, gentamicina, imipenem, ticarcilina, a z treonam, levofloxacina, netilmicina y carbenicilina. Todas las bacterias fueron multirresiste n tes ya que toleraron entre 8 y 11 antibióticos. De acuerdo a los patrones de resistencia obse r vados, las bacterias se clas i ficaron en 1 1 grupos. Mientras que para los metales pesados se presentaron altos niveles de tol e rancia para Cu +2 , Zn +2 , Ba +2 , Pb +2 y Se +4 . Conclusión : Las P. aeruginosa aisladas de agua de uso agrícola en la zona de estu dio son potencialmente patógenas debido a la presencia de genes de virulencia. Además presentaron altos índices de resistencia a antibióticos y tolerancia metales pesados

Perfiles de resistencia a antibióticos y metales pesados en Pseudomonas aeruginosa potencialmente patógenas aisladas de agua de uso agrícola

Abstract Seventy percent of water is used in agricultural activities worldwide. However, due to the uncontrolled growth of the population and the contamination of superficial fresh water bodies the water scarcity has augmented, for this the availability of good quality water for agriculture is limited. One of the main pollutants is antibiotic resistant and potentially pathogenic bacteria. P. aeruginosa is a bacterium that normally is found in water and soil, it is pathogen from animals and plants. This bacterium has been considered a resistance phenomenon due to the diversity of mechanisms that contain which represent a potential risk to the population. Method: Samples of agricultural usage water were collected, of which P. aeruginosa was isolates and identified at the biochemical and molecular level. Also, the distribution of virulence genes was analyzed by PCR. The resistance to 20 antibiotics was tested by disk diffusion and microdilution assays. Even more, heavy metal resistance was analyzed by microdilution assays. Results: Forty-six P. aeruginosa were identified at molecular and biochemical level, the bacteria were potentially pathogenic because the following virulence genes was detected, algD and toxA in100% of bacteria, lasB in 97.8%, plcH in 95.6%, plcN in 91,3% and exoS in 89.1%. High rates of resistance were detected in bacterial isolates for ampicillin, ceftriaxone, chlroramphenicol, cephalotin, cefotaxime, nitrofurantoin, kanamycin, streptomycin and tetracycline. Similarly, susceptibility was detected mainly to ceftazidime, gentamycin, imipenem, tecarcillin, aztreonam, levofloxacin, netilmicin and carbenicillin. All bacteria were multirresistant as they tolerate between 8 and 11 antibiotics. According to the observed resistance patterns bacteria were classified in 11 groups. Whereas, metal tolerance was observed mainly for Cu+2, Zn+2, Ba+2, Pb+2 y Se+4. Conclusion: P. aeruginosa isolated from agricultural usage water samples in the studied zone are potentially pathogenic due to the presence of virulence genes. Even more, high rates of antibiotic and heavy metal resistance were observed.Resumen El 70% del agua a nivel mundial se destina principalmente para las actividades agrícolas. Sin embargo, debido al crecimiento descontrolado de los asentamientos urbanos se ha acentuado la escasez y contaminación de los cuerpos de agua superficiales, de tal forma que cada vez este líquido de buena calidad es más escaso para la agricultura. Uno de los principales contaminantes son las bacterias potencialmente patógenas resistentes a los antibióticos. Pseudomonas aeruginosa es una bacteria que se encuentra normalmente en el agua y suelo, es patógeno de animales y plantas. Esta bacteria se ha considerado un fenómeno de resistencia debido a la diversidad de mecanismos que posee, por lo cual representa un riesgo potencial para la población. Método: Se colectaron muestras de agua de uso agrícola, a partir de las cuales se aislaron e identificaron a nivel bioquímico y molecular P. aeruginosa. En estas bacterias se determinó la distribución de 6 genes de virulencia por PCR. Mediante ensayos de difusión en disco y microdilución se analizó la resistencia a 20 antibióticos. Además mediante ensayos de microdilución se determinó la resistencia a metales pesados. Resultados: Se identificaron a nivel bioquímico y molecular 46 aislados de P. aeruginosa, éstas son potencialmente patógenas ya que en ellas se detectó la presencia de los genes de virulencia algD y toxA (100%), lasB (97.8%), plcH (95.6%), plcN (91.3%) y exoS (89.1%). Dichas bacterias presentaron altos índices de resistencia a ampicilina, ceftriaxona, cloranfenicol, cefalotina, cefotaxima, nitrofurantoína, kanamicina, estreptomicina y tetraciclina. De igual forma fueron muy susceptibles a ceftazidima, gentamicina, imipenem, ticarcilina, aztreonam, levofloxacina, netilmicina y carbenicilina. Todas las bacterias fueron multirresistentes ya que toleraron entre 8 y 11 antibióticos. De acuerdo a los patrones de resistencia observados, las bacterias se clasificaron en 11 grupos. Mientras que para los metales pesados se presentaron altos niveles de tolerancia para Cu+2, Zn+2, Ba+2, Pb+2 y Se+4. Conclusión: Las P. aeruginosa aisladas de agua de uso agrícola en la zona de estudio son potencialmente patógenas debido a la presencia de genes de virulencia. Además presentaron altos índices de resistencia a antibióticos y tolerancia metales pesados

Identificación y análisis de genes ars en cepas de Bacillus hipertolerantes al arsénico, aisladas de pozas termales en Araró, México

In this work we investigated the presence, diversity and phylogenetic relationships of genes that confer resistance to arsenic (As) in 37 strains of the genus Bacillus, isolated from microbial mats in hot springs from Araró, Michoacán, Mexico. Specific oligonucleotides were designed for PCR amplification of the genes arsB (arsenite-specific efflux pump) and arsC (arsenite reductase), ACR3 (arsenite transporter) and aoxB (arsenite oxidase) of the genus Bacillus, detecting only the genes arsB and arsC in 21 out of the 37  analyzed strains (56.7% of the total). The Blastx-type analysis showed a high identity (84-100%) with arsenite efflux pumps (ArsB) and arsenate reductase proteins (ArsC) of various strains of the genera Bacillus, Paenibacillus, Psychrobacter and Planococcus. Such analyzes were confirmed through the construction of phylogenies of the arsB and arsC sequences. The detection of the arsB and arsC genes in Bacillus strains was correlated with As hyperresistance values, which corresponded up to 32 and 128 mM of arsenite (III) and arsenate (V), respectively. Finally, the arsB and arsC genes identified in Bacillus strains could be a mechanism of resistance to As in an extreme aquatic environment, such as in  Araro’s hot springs.En este trabajo investigamos la presencia, diversidad y relaciones filogenéticas de genes asociados a la tolerancia al arsénico (As) en 37 cepas del género Bacillus, aisladas de tapetes microbianos localizados en pozas termales en Araró, Michoacán, México. Se diseñaron oligonucleótidos específicos para la amplificación por PCR de los genes arsB (bomba de expulsión de arsenito) y arsC (arsenato reductasa), ACR3 (transportador de arsenito) y aoxB (arsenito oxidasa) del género Bacillus, detectando únicamente los genes arsB y arsC en 21 de las 37 cepas analizadas (56.7% del total). Los análisis tipo Blastx demuestran una alta identidad (84-100%) con bombas de expulsión de arsenito (ArsB) y proteínas arsenato reductasas (ArsC)  de diversas cepas de los géneros Bacillus, Paenibacillus, Psychrobacter y Planococcus. Dichos análisis se confirmaron a través de la construcción de filogenias de los genes arsB y arsC. La detección de los genes arsB y arsC en cepas de Bacillus se correlacionó con valores de hipertolerancia al As, los cuales correspondieron a 32 y 128 mM de arsenito (III) y arsenato (V), respectivamente. Finalmente, los genes arsB y arsC identificados en cepas de Bacillus podrían ser un mecanismo de resistencia al arsénico en un ambiente acuático extremo, como las pozas termales de Araró

Teamwork to Survive in Hostile Soils: Use of Plant Growth-Promoting Bacteria to Ameliorate Soil Salinity Stress in Crops

Plants and their microbiomes, including plant growth-promoting bacteria (PGPB), can work as a team to reduce the adverse effects of different types of stress, including drought, heat, cold, and heavy metals stresses, as well as salinity in soils. These abiotic stresses are reviewed here, with an emphasis on salinity and its negative consequences on crops, due to their wide presence in cultivable soils around the world. Likewise, the factors that stimulate the salinity of soils and their impact on microbial diversity and plant physiology were also analyzed. In addition, the saline soils that exist in Mexico were analyzed as a case study. We also made some proposals for a more extensive use of bacterial bioinoculants in agriculture, particularly in developing countries. Finally, PGPB are highly relevant and extremely helpful in counteracting the toxic effects of soil salinity and improving crop growth and production; therefore, their use should be intensively promoted