Efecto de factores estresantes sobre el crecimiento bacteriano: salinidad, metales pesados, temperatura y ph

Abstract

Soil hosts essential microbial communities that contribute to ecosystem balance, fertility, and plant growth. However, abiotic stress factors such as salinity, pH changes, extreme temperatures, and heavy metal contamination can alter microbial activity and affect agricultural processes. In this context, the aim of this project was to evaluate the effect of these factors on bacterial strains isolated from glyphosate-treated soil and peat moss substrate, considering their potential biotechnological applications. A total of 24 bacterial strains provided by the laboratory were reactivated, morphologically characterized through macroscopic observation and Gram staining, and preserved as stock cultures. Subsequently, inocula were prepared for growth assays in 96-well plates using TSB broth under different experimental conditions: salinity (0.9, 3, 6, 9, and 12% NaCl), temperature (25, 28, and 40 °C), pH (4, 7, and 10), and the presence of heavy metals such as cadmium, lead, and mercury at different concentrations. Bacterial growth was monitored by measuring optical density at 660 nm. In addition, a qualitative siderophore production test was performed using CAS medium. The results showed that most strains exhibited better growth at low salinity levels (0.9–3%), while concentrations of 9 and 12% significantly inhibited their development. Regarding temperature, several bacteria showed favorable growth between 28 and 40 °C. In terms of pH, better growth was generally observed under neutral conditions (pH 7), although some strains also tolerated acidic pH (4). In heavy metal assays, certain strains showed greater tolerance to lead and cadmium, whereas mercury was the most inhibitory metal. Furthermore, several bacteria tested positive for siderophore production. In conclusion, the evaluated strains demonstrated adaptability to different abiotic stress conditions, highlighting their possible usefulness in sustainable agriculture, plant growth promotion, and bioremediation of contaminated soils.

El suelo alberga comunidades microbianas esenciales para el equilibrio de los ecosistemas, la fertilidad y el crecimiento vegetal. Sin embargo, factores de estrés abiótico como salinidad, cambios de pH, temperatura extrema y contaminación por metales pesados pueden alterar la actividad microbiana y afectar procesos agrícolas. En este contexto, el presente proyecto tuvo como objetivo evaluar el efecto de dichos factores sobre cepas bacterianas aisladas de suelo con glifosato y de sustrato peat moss, con interés en su potencial aplicación biotecnológica. Se trabajó con 24 cepas bacterianas proporcionadas por el laboratorio, las cuales fueron reactivadas, caracterizadas morfológicamente mediante observación macroscópica y tinción de Gram, y conservadas en stock. Posteriormente, se prepararon inóculos para ensayos de crecimiento en placas de 96 pozos utilizando caldo TSB bajo diferentes condiciones experimentales: salinidad (0.9, 3, 6, 9 y 12% NaCl), temperatura (25, 28 y 40 °C), pH (4, 7 y 10) y presencia de metales pesados como cadmio, plomo y mercurio en distintas concentraciones. El crecimiento bacteriano se monitoreó mediante lecturas de densidad óptica a 660 nm. Además, se realizó una prueba cualitativa de producción de sideróforos en medio CAS. Los resultados mostraron que la mayoría de las cepas presentó mejor crecimiento en bajas concentraciones salinas (0.9–3%), mientras que concentraciones de 9 y 12% inhibieron significativamente su desarrollo. En temperatura, varias bacterias mostraron crecimiento favorable entre 28 y 40 °C. Respecto al pH, predominó un mejor crecimiento en condiciones neutras (pH 7), aunque algunas cepas también toleraron pH ácido (4). En metales pesados, se observó mayor tolerancia a plomo y cadmio en ciertas cepas, mientras que el mercurio fue el metal más inhibitorio. Asimismo, diversas bacterias mostraron producción positiva de sideróforos. En conclusión, las cepas evaluadas demostraron capacidad de adaptación frente a distintas condiciones de estrés abiótico, destacando su posible utilidad en estrategias de agricultura sostenible, promoción del crecimiento vegetal y biorremediación de suelos contaminados.