Estrategia de recuperación de un sector de la Cuenca Matanza Riachuelo mediante fitorremediación asistida por microorganismos

Varios grupos de investigación trabajan desde hace tiempo con el fin de diseñar estrategias de saneamiento integral para la cuenca Matanza Riachuelo, que sean de bajo costo y buena aceptabilidad social. La implantación de humedales artificiales basados en especies macrófitas de diferente porte se presenta como una alternativa promisoria. En ese contexto se ha documentado que algunos microorganismos asociativos o endófitos podrían ser especialmente útiles para maximizar el crecimiento de tales especies, así como para optimizar la remoción de tóxicos orgánicos o inorgánicos y la recuperación de los niveles de O 2 disuelto en el agua. Sobre la base de esta idea, investigadores del CONICET, de la UBA y de la Agencia de Protección Ambiental del Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires (APRA) han emprendido un trabajo colaborativo que apunta a diseñar una estrategia de fitorremediación asistida por microorganismos tomando como base el caso del arroyo Cildáñez.Fil: Zawoznik, Myriam. Universidad de Buenos AiresFil: Bigi, Roxana. Buenos Aires. Agencia de Protección AmbientalFil: Marconi, Patricia L.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y TécnicasFil: Groppa, María Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnica

Methylobacterium sp. 2A is a plant growth-promoting rhizobacteria that has the potential to improve potato crop yield under adverse conditions

A Gram-negative pink-pigmented bacillus (named 2A) was isolated from Solanum tuberosum L. cv. Desirée plants that were strikingly more developed, presented increased root hair density, and higher biomass than other potato lines of the same age. The 16S ribosomal DNA sequence, used for comparative gene sequence analysis, indicated that strain 2A belongs to the genus Methylobacterium. Nucleotide identity between Methylobacterium sp. 2A sequenced genome and the rest of the species that belong to the genus suggested that this species has not been described so far. In vitro, potato plants inoculated with Methylobacterium sp. 2A had a better performance when grown under 50 mM NaCl or when infected with Phytophthora infestans. We inoculated Methylobacterium sp. 2A in Arabidopsis thaliana roots and exposed these plants to salt stress (75 mM NaCl). Methylobacterium sp. 2A-inoculated plants, grown in control or salt stress conditions, displayed a higher density of lateral roots (p < 0.05) compared to noninoculated plants. Moreover, under salt stress, they presented a higher number of leaves and larger rosette diameter. In dual confrontation assays, Methylobacterium sp. 2A displayed biocontrol activity against P. infestans, Botrytis cinerea, and Fusarium graminearum, but not against Rhizoctonia solani, and Pythium dissotocum. In addition, we observed that Methylobacterium sp. 2A diminished the size of necrotic lesions and reduced chlorosis when greenhouse potato plants were infected with P. infestans. Methylobacterium sp. 2A produces indole acetic acid, solubilizes mineral phosphate and is able to grow in a N2 free medium. Whole-genome sequencing revealed metabolic pathways associated with its plant growth promoter capacity. Our results suggest that Methylobacterium sp. 2A is a plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) that can alleviate salt stress, and restricts P. infestans infection in potato plants, emerging as a potential strategy to improve crop management.Fil: Grossi, Cecilia Eugenia María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular "Dr. Héctor N. Torres"; ArgentinaFil: Fantino, Elisa Inés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular "Dr. Héctor N. Torres"; ArgentinaFil: Serral, Federico. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Calculo. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Calculo; ArgentinaFil: Zawoznik, Myriam Sara. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica. Cátedra de Química Biológica Vegetal; ArgentinaFil: Fernández Do Porto, Darío Augusto. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Calculo. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Calculo; ArgentinaFil: Ulloa, Rita Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular "Dr. Héctor N. Torres"; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentin

Azospirillum brasilense Az39 labeled with GFP in Arabidopsis thaliana roots

La cepa Az39 de Azospirillum brasilense fue aislada de rizosfera de trigo en la localidad de Marcos Juárez, Córdoba. Esta cepa fue seleccionada por su eficiencia para promover el crecimiento de este cultivo; se encuentra depositada en el Laboratorio de Bacterias Promotoras del Crecimiento Vegetal (BPCV) del IMYZA, INTA-Castelar, y forma parte de numerosos inoculantes comerciales recomendados en cultivos de cereales y otros. Su capacidad para estimular el crecimiento de las raíces e incrementar los rindes en especies como maíz, trigo, arroz y diversas hortícolas ha sido bien documentada mediante ensayos de invernáculo y de campo. También se ha informado su capacidad para mitigar los efectos adversos del estrés hídrico o salino en maíz y cebada.Fil: Díaz Herrera, Silvana Marcela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Rossello, Florencia J.. Universidad Nacional de Quilmes; ArgentinaFil: Benavides, Maria Patricia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Groppa, María Daniela. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Zawoznik, Myriam Sara. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentin

Optimization of a Bioremediation Strategy for an Urban Stream of Matanza- Riachuelo Basin

In the present work, a remediation bioprocess based on the use of a local isolate of the microalgae Chlorella vulgaris immobilized in alginate beads is proposed. This process was shown to be effective for the reduction of several chemical and microbial contaminants present in Cildáñez stream, a water course that is part of the Matanza-Riachuelo Basin (Buenos Aires, Argentina). The bioprocess, involving the culture of the microalga in autotrophic conditions in a stirred-tank bioreactor supplied with a marine propeller for 6 days, allowed a significant reduction of Escherichia coli and total coliform numbers (over 95%), as well as of ammoniacal nitrogen (96%), nitrates (86%), nitrites (98%), and total phosphorus (53%) contents. Pb content was also significantly diminished after the bioprocess (95%). Standardized cytotoxicity tests using Allium cepa seeds and Cildáñez water pre- and post-remediation were also performed. Germination rate and mitotic index of onion seeds imbibed in Cildáñez water subjected to the bioprocess was similar to that observed in seeds imbibed in distilled water and significantly superior to that registered when untreated Cildáñez water was used for imbibition. Our results demonstrate the potential of this simple and cost-effective technology to remove urban-water contaminants, offering as an additional advantage the possibility of an easy biomass recovery, which may become a source of alternative energy.Fil: Groppa, María Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Trentini, Andrea Giannina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Maimónides. Área de Investigaciones Biomédicas y Biotecnológicas. Centro de Estudios Biomédicos, Biotecnológicos, Ambientales y de Diagnóstico; ArgentinaFil: Zawoznik, Myriam Sara. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; ArgentinaFil: Bigi, Roxana Ines. Agencia de Protección Ambiental; Argentina. Centro de Información y Formación Ambiental; ArgentinaFil: Nadra, Carlos. Autoridad de Cuenca Matanza Riachuelo.; ArgentinaFil: Marconi, Patricia Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Maimónides. Área de Investigaciones Biomédicas y Biotecnológicas. Centro de Estudios Biomédicos, Biotecnológicos, Ambientales y de Diagnóstico; ArgentinaInternational Conference on Bioremediation and BiodegradationEstambulTurquíaWorld Academy of Science, Engineering and Technolog

Magnetite nanoparticles coated with citric acid are not phytotoxic and stimulate soybean and alfalfa growth

In this work, the internalization and distribution of citric acid-coated magnetite nanoparticles (here, Fe3O4-NPs) in soybean and alfalfa tissues and their effects on plant growth were studied. Both legumes were germinated in pots containing an inert growing matrix (vermiculite) to which Hoagland solution without (control, C), with Fe3O4-NPs (50 and 100 mg iron L−1, NP50 and NP100), or with the same amount of soluble iron supplied as Fe-EDTA (Fe50, Fe100) was added once before sowing. Then, plants were watered with the standard nutrient solution. The observation of superparamagnetic signals in root tissues at harvest (26 days after emergence) indicated Fe3O4-NPs uptake by both legumes. A weak superparamagnetic signal was also present in the stems and leaves of alfalfa plants. These findings suggest that Fe3O4-NPs are readily absorbed but not translocated (soybean) or scarcely translocated (alfalfa) from the roots to the shoots. The addition of both iron sources resulted in increased root weight; however, only the addition of Fe3O4-NPs resulted in significantly higher root surface; shoot weight also increased significantly. As a general trend, chlorophyll content enhanced in plants grown in vermiculite supplemented with extra iron at pre-sowing; the greatest increase was observed with NP50. The only antioxidant enzyme significantly affected by our treatments was catalase, whose activity increased in the roots and shoots of both species exposed to Fe3O4-NPs. However, no symptoms of oxidative stress, such as increased lipid peroxidation or reactive oxygen species accumulation, were evidenced in any of these legumes. Besides, no evidence of cell membrane damage or cell death was found. Our results suggest that citric acid-coated Fe3O4-NPs are not toxic to soybean and alfalfa; instead, they behave as plant growth stimulators.Fil: Iannone, María Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Groppa, María Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Zawoznik, Myriam Sara. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica. Cátedra de Química Biológica Vegetal; ArgentinaFil: Coral, Diego Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Fernández van Raap, Marcela Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Benavides, Maria Patricia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentin

Development and testing of a 3D-printable polylactic acid device to optimize a water bioremediation process

In the present work, a remediation bioprocess based on the use of a native isolate of Chlorella vulgaris immobilized in an alginate matrix inside a polylactic acid (PLA) device is proposed. This microalga immobilized in alginate beads was previously shown to be useful for the reduction of several chemical and microbial contaminants present in the highly polluted water from the Matanza–Riachuelo watershed. However, these beads had a relatively short shelf life in the natural environment. To overcome this limitation, a 3D-printed PLA device was designed. PLA is a biocompatible and biodegradable material suitable for biotechnological applications. We used Erlenmeyers and stirred-tank bioreactors fed batch with Murashige Skoog (MS) culture medium or water from the Cildáñez stream (one of the water bodies of the aforementioned watershed) to estimate the growth kinetics parameters and the bioremediation capacity of immobilized-microalgal cells as an unconfined system (UcS) or a confined system (CfS) inside PLA devices on Cildáñez water. Although alga’s growth parameters were maximum in the UcS fed with MS medium as substrate, successful bioremediation of the target water was possible using the CfS: all inorganic nitrogen forms and total phosphorus were reduced at least by 90% after 5 days of bioprocess in an agitated bioreactor, whereas aerobic mesophilic bacteria decreased by about 85%. The number of coliforms also decreased. Standardized cytotoxicity tests using Allium cepa seeds carried out to prove the effectiveness of the bioremediation process, confirmed the high degree of decontamination achieved by the use of immobilized microalga confined in a 3D-printable PLA-device.Fil: Marconi, Patricia Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Maimónides. Área de Investigaciones Biomédicas y Biotecnológicas. Centro de Estudios Biomédicos, Biotecnológicos, Ambientales y de Diagnóstico; ArgentinaFil: Trentini, Andrea Giannina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Maimónides. Área de Investigaciones Biomédicas y Biotecnológicas. Centro de Estudios Biomédicos, Biotecnológicos, Ambientales y de Diagnóstico; ArgentinaFil: Zawoznik, Myriam Sara. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Nadra Chaud, Carlos Alberto. Universidad Nacional de Tres de Febrero; Argentina. Autoridad de Cuenca Matanza Riachuelo.; ArgentinaFil: Mercadé, Juan José. Agencia de Protección Ambiental; ArgentinaFil: Sanchez Novoa, Juan Gabriel. Universidad Maimónides. Área de Investigaciones Biomédicas y Biotecnológicas. Centro de Estudios Biomédicos, Biotecnológicos, Ambientales y de Diagnóstico; ArgentinaFil: Orozco, Daniel. Universidad Maimónides. Área de Investigaciones Biomédicas y Biotecnológicas. Centro de Estudios Biomédicos, Biotecnológicos, Ambientales y de Diagnóstico; ArgentinaFil: Groppa, María Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentin

Azospirillum in the cloudy boundaries of bacterial endophytes

The vast scientific community that has been studying for years thecomplex interaction between plants and Azospirillum, perhaps the superstar of plant growth promoting rhizobacteria (PGPR), should celebrate(at least we celebrate) a recent publication of Malinich and Bauer(2018) in Symbiosis journal. These authors combined culture-dependentand culture-independent techniques, and in that way, they first provedthat 7 out of 9 commercial seeds analyzed (belonging to 9 differentplant species, including important crops such as wheat, maize, rice,tomato and bean) harbored Azospirillum cells. Based on sequencing oftotal prokaryotic transcriptome of common bean seeds, they found thatAzospirillum was the fourth most abundant genus in mature seeds of thisleguminous plant (making up approximately 6.3% of total prokaryoticRNA). Through multiple and modern experimental approaches (includingthe use of gfp-tagged strains and qPCR of NifA genes), they then demonstrated (among other interesting points) that inoculated Azospirillumbrasilense strains became part of the inner plant bacterial community of Phaseolus vulgaris, not only at root level (its most recognized habitat), but also inside aerial plant parts, specially insideseeds and pods, reflecting a notorious population density shift of introduced A. brasilense cells toward seeds as P. vulgaris developed. And what is much more important: they provide evidence that Azospirillumcells residing inside bean seeds remained viable, as vertical transmission of this microorganism to the next generation effectively occurred. Time to upgrade Azospirillum to the cloudy category of natural endophytesFil: Zawoznik, Myriam Sara. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica. Cátedra de Química Biológica Vegetal; ArgentinaFil: Groppa, María Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica. Cátedra de Química Biológica Vegetal; Argentin

Root hydraulic conductance, aquaporins and plant growth promoting microorganisms: A revision

A considerable number of soil and rhizospheric fungi and bacteria collectively known as plant growth promoting microorganisms (PGPM) have demonstrated ability to colonize plant roots and to provide benefits to their hosts. Among these benefits, many authors documented improved root hydraulic conductance and alleviation of abiotic stresses such as drought and salinity. Today, it is accepted that movement through aquaporins represents a quite faster pathway of water movement across biological membranes. This review is intended to reflect the state of art in the knowledge of PGPM effects on plant water status and root hydraulic conductance, with special emphasis on the experimental data that prove or suggest an impact of PGPM on root aquaporins under both normal and water limiting conditions.Fil: Groppa, María Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas ; ArgentinaFil: Benavides, Maria Patricia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas ; ArgentinaFil: Zawoznik, Myriam Sara. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica. Cátedra de Química Biológica Vegetal; Argentin

Azospirillum brasilense Az39 restricts cadmium entrance into wheat plants and mitigates cadmium stress

In this work, we tested if inoculation with the plant growth-promoting rhizobacteria Azospirillum brasilense strain Az39 alleviates Cd2+ stress in wheat seedlings grown under controlled conditions. Growth, total N, N-related metabolites/enzymes, and oxidative stress parameters were measured. Additionally, the usefulness of a real-time PCR protocol to screen the preferred colonization site of the introduced microorganism was evaluated. Inoculated plants demonstrated mitigation of cadmium-induced adverse effects on plant growth and less reactive oxygen species accumulation in their roots by the end of the experiment, 28 days after sowing. Cd addition resulted in lower NO3− content in the leaves and higher NO3− content in the roots, and a significant rise in NH4+ concentration in both organs in uninoculated plants; in inoculated plants, NH4+ content in the roots did not vary. A. brasilense Az39 enhanced NO levels in wheat root tips, and more adventitious roots and root hairs were observed in inoculated plants. Despite having a more developed root system, inoculated plants showed lower Cd levels in their roots compared to non-inoculated plants. Inoculation with this PGPR favored ion homeostasis in the roots of metal-exposed plants, decreasing Cd/Fe ratio. We corroborated A. brasilense Az39 preference for wheat exorhizosphere using a real-time PCR-based method targeting the nifA gene.Fil: Vazquez, Analia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica. Cátedra de Química Biológica Vegetal; ArgentinaFil: Zawoznik, Myriam Sara. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica. Cátedra de Química Biológica Vegetal; ArgentinaFil: Benavides, Maria Patricia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica. Cátedra de Química Biológica Vegetal; ArgentinaFil: Groppa, María Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica. Cátedra de Química Biológica Vegetal; Argentin

Search for endophytic diazotrophs in barley seeds

Eight endophytic isolates assigned to Pseudomonas, Azospirillum, and Bacillus genera according to pheno-genotypic features were retrieved from barley seeds under selective pressure for nitrogen-fixers. Genetic relationships among related isolates were investigated through RAPD. Six isolates displayed nitrogen-fixing ability, while all could biosynthesize indolacetic acid in vitro and showed no antibiosis effects against Azospirillum brasilense Az39, a recognized PGPR