Hongos Asociados a las Raíces de Especies Vegetales Establecidas en Residuos Mineros Conteniendo Plomo y Cadmio: Identificación, Caracterización y Potencial en Remediación

Abstract

En México, millones de toneladas de residuos mineros se depositan a cielo abierto cuyo contenido de elementos potencialmente tóxicos (EPT) puede representar un riesgo ambiental. En los jales mineros, se establecen comunidades vegetales pioneras en asociación con una diversidad especifica de hongos, incluidos los hongos endófitos septados oscuros (ESO). Esta simbiosis planta-hongo es fundamental para la rehabilitación natural de los residuos. En la presente investigación, se evaluó el impacto del establecimiento natural de dos especies vegetales sobre la actividad microbiana y la composición de la comunidad fúngica de hongos ESO, así como en la mitigación del efecto tóxico potencial de los EPT en un jal minero. Se determinó el microbioma fúngico en los residuos mineros, tanto en el interior de algunas raíces como en el sustrato circundante a ellas (zona rizosférica). Para ello, se estudió un depósito de residuos mineros denominado Jal Viejo en Vetagrande, Zacatecas, donde se seleccionaron tres sitios con base en la cobertura vegetal: sustrato minero desprovisto de vegetación (DV), sustrato minero con cobertura de R. luteola (RL) y sustrato minero con cobertura de A. fistulosus (AF). En cada sitio se colectó una fracción de sustrato que, en el caso de las plantas fue tomado bajo la influencia de la rizosfera; se determinaron las propiedades físicas, químicas y biológicas de los sustratos: cuantificación de EPT, actividad enzimática, mineralización del carbono; concentración de carbono, nitrógeno, fósforo y EPT en tejidos vegetales; diversidad fúngica en los sustratos y en el interior de las raíces. Fue identificada la comunidad de los hongos ESO cultivables procedente del interior de las raíces de ambas plantas; en ensayos in vitro se evaluó la tolerancia contra el Pb y el Cd, y la capacidad solubilizadora de fosfato de algunos hongos cultivables. Los residuos mineros mostraron un alto porcentaje de partículas de tamaño arena; el sitio DV presentó la mayor conductividad eléctrica, y se sugiere que la cobertura vegetal redujo la concentración de EPT en los sustratos de las parcelas RL y AF. Las plantas favorecieron el aumento del contenido de carbono en los residuos mineros. La actividad enzimática de la β-glucosidasa, la actividad enzimática de la deshidrogenasa, y la mineralización del carbono estuvieron influidas por la identidad de la planta y fueron más altas en el sitio AF. R. luteola y A. fistulosus acumularon EPT en sus tejidos y exhibieron potencial en la fitorremediación de Pb, Cd y Cu. La diversidad de hongos fue más elevada en los dos sitios vegetados que en el sitio sin vegetar. Los hongos Ascomycota predominaron dentro y fuera de las raíces de las dos especies vegetales; los residuos y las plantas compartieron algunos taxa fúngicos, pero otros taxa fueron específicos. Se aislaron los géneros Alternaria, Colletotrichum, Setophoma, Acrocalymma-Rhizopycnis y Stemphylium pertenecientes al grupo de hongos ESO. Los cinco aislados toleraron las concentraciones biodisponibles de 143 mg Pb L-1 y de 6.6 mg Cd L-1, aunque Alternaria y Colletotrichum destacaron por su mayor velocidad de crecimiento radial y producción de biomasa. Asimismo, los aislados mostraron capacidad solubilizadora de fosfato en presencia de Pb y Cd. Por lo anterior, en contraste con las zonas sin vegetar, la cobertura vegetal y los hongos endófitos septados oscuros de la rizosfera promovieron una atenuación natural de las condiciones extremas de los residuos mineros, y esto estuvo modulado por la especie vegetal.