Characterization of carbofuran degrading bacteria obtained from potato cultivated soils with different pesticide application records / caracterización de bacterias degradadoras de carbofuran obtenidas de suelos bajo cultivo de papa y con diferente histor

Abstract

Abstract. Eighty-two bacterial isolates with potential Carbofurandegradation activity (Furadan®3SC) were obtained from soilscultivated with the potato variety Unica (Solanum tuberosum)in Silos, Norte de Santander (Colombia), with different recordsof pesticide application. The bacteria were selected for theirability to grow at 25 °C for 72 h in media containing 200 mgL-1 of analytical Carbofuran as the sole source of carbon and/or nitrogen. The results showed that ten isolates, 12% of those obtained, grew in the culture media. Eight of theses isolates were obtained from soils with a high pesticide exposure (eight years of application), and identified, by macroscopic, microscopic and biochemical characteristics, as Sphingomonas paucimobilis. The other two were obtained from soils with three years and one year of application and were identified as Pseudomonas aeruginosa and Yersinia pseudotuberculosis, respectively. Subsequently, these bacteria were tested for their ability of hydrolytic degradation of Carbofuran; the results show that the pesticide was degraded only by the isolates of Sphingomonas paucimobilis for 72 h. The results obtained in the in vitro tests show the bacterial metabolic capacity for the biodegradation of Carbofuran, highlighting the potential use of the bacteria for future field evaluation tests in places where residues of the pesticide may exist, as an alternative to control the impact that N-methyl carbamate pesticides have on the environment and human health. / Resumen. Ochenta y dos aislamientos bacterianos con actividad potencial de degradación de Carbofuran (Furadan®3SC), fueron obtenidos de suelos, cultivados con papa (Solanum tuberosum) variedad Única, del municipio de Silos, Norte de Santander (Colombia) con diferente historia de aplicación del plaguicida. Las bacterias fueron seleccionadas por su capacidad para crecer a 25 °C durante 72 h, en medios de cultivo conteniendo 200 mg L-1 de Carbofuran analítico como única fuente de carbono y/o nitrógeno.Los resultados mostraron que diez aislamientos correspondientes al 12 % de los obtenidos, crecieron en el medio de cultivo. Ocho de los aislamientos fueron obtenidos del suelo con mayor historia de exposición al plaguicida (ocho años de aplicación), e identificados por características macroscópicas, microscópicas y bioquímicas como Sphingomonas paucimobilis. Los otros dos fueron obtenidos de suelos con tres y un año de aplicación y caracterizados como Pseudomonas aeruginosa y Yersinia pseudotuberculosis, respectivamente. Posteriormente, estasbacterias fueron evaluadas por su capacidad para degradarCarbofuran por vía hidrolítica, demostrando que el plaguicida fue degradado únicamente por los aislamientos de Sphingomonas paucimobilis durante un tiempo de 72 h. Los resultados obtenidos en los ensayos in vitro denotan la capacidad metabólica que tienen estas bacterias para la biodegradación de Carbofuran, destacando su potencial utilización para futuros ensayos de evaluación en campo, en lugares en donde pueda existir residualidad del plaguicida, como alternativa para controlar el posible impacto que tienen los plaguicidas N-metilcarbamatos en el medio ambiente y en la salud humana.