Aplicación de microorganismos en Salvinia biloba para reducir la fitotoxicidad por cromo

Application of microorganisms in Salvinia biloba to reduce chromium phytotoxicity

Resumen

Los metales pesados son elementos con alta densidad y toxicidad, incluso en bajas concentraciones. Aunque algunos se encuentran naturalmente en el ambiente, la mayoría proviene de actividades antrópicas. Se consideran contaminantes prioritarios debido a su persistencia, bioacumulación y efectos adversos en organismos vivos. La fitorremediación, que emplea biomasa vegetal para remover contaminantes del suelo, aire o agua, representa una estrategia ecológica y económica. Las plantas utilizadas deben ser preferentenemte autóctonas, de rápido crecimiento y capaces de tolerar y acumular metales. Sin embargo, concentraciones elevadas de metales pueden causar fitotoxicidad, limitando su aplicación. Para mitigar este efecto, se propuso el uso de bacterias promotoras del crecimiento vegetal (PGPB), que favorecen el desarrollo y la tolerancia al estrés en las plantas. En este estudio se evaluó el efecto de Bacillus subtilis y Pseudomonas aeruginosa sobre Salvinia biloba, una especie acuática con potencial fitorremediador, expuesta a distintas concentraciones de cromo hexavalente (Cr(VI)). Se analizaron parámetros morfológicos y fisiológicos de la planta, así como la tolerancia de las bacterias al contaminante. Los resultados mostraron que concentraciones crecientes de Cr(VI) afectaron negativamente el peso fresco, largo de raíz y cantidad de hojas de S. biloba. Ambos microorganismos demostraron tolerancia al contaminante, y su inoculación promovió el crecimiento vegetal en condiciones controladas. En presencia de Cr(VI), se observó una mejora en todos los parámetros analizados tras la inoculación, especialmente con P. aeruginosa, que resultó más eficaz que B. subtilis en condiciones de estrés. Estos hallazgos evidencian que la asociación de S. biloba con bacterias PGPB puede aumentar su tolerancia a metales pesados y mejorar su desempeño fitorremediador. Esta aplicación representa una estrategia biotecnológica promisoria para la remediación de ambientes acuáticos contaminados con cromo.

Abstract

Heavy metals are high-density elements toxic even at low concentrations. While some occur naturally in the environment, most derive from anthropogenic sources. Due to their persistence, bioaccumulation, and harmful effects on biota, they are classified as priority pollutants. Phytoremediation—using plant biomass to remove pollutants from soil, air, or water—is an eco-friendly, cost-effective remediation strategy. Optimal phytoremediators are native, fast-growing species capable of metal tolerance and accumulation. However, high metal concentrations can induce phytotoxicity, limiting plant performance. To mitigate this effect, plant growth-promoting bacteria (PGPB) have been proposed, as they enhance plant development and stress tolerance. This study evaluated the effect of Bacillus subtilis and Pseudomonas aeruginosa on Salvinia biloba, an aquatic plant with phytoremediation potential, under exposure to varying concentrations of hexavalent chromium (Cr(VI)). Plant morphological and physiological parameters, along with bacterial tolerance to Cr(VI), were assessed. The results showed that increasing concentrations of Cr(VI) exposure reduced fresh weight, root length, and leaf number in S. biloba. Both bacterial strains tolerated Cr(VI) and promoted plant growth under controlled conditions, with P. aeruginosa showing greater efficacy than B. subtilis. Inoculation improved all measured plant parameters under Cr(VI) exposure. These results suggest that PGPB can enhance S. biloba's tolerance to Cr(VI), improving its phytoremediation capacity. This plant-microbe association offers a promising biotechnological approach for remediating chromium-contaminated aquatic environments.