Isolation of culturable mycota from Argentinean soils exposed or not-exposed to pesticides and determination of glyphosate tolerance of fungal species in media supplied with the herbicide / Aislamiento de la microbiota cultivable de suelos argentinos expuestos y no expuestos a plaguicidas y determinación de la tolerancia a glifosato de especies fúngicas en medios suplementados con el herbicida

Abstract The current agricultural system has led to the development of glyphosate (GP)-resistant weeds, causing an increase in GP doses and applications. Native mycota of pesticide-contaminated sites are the major source of pesticide-degrading microorganisms. The aims of the present study were to isolate the GP-tolerant culturable mycota in two soils with different pesticide exposure from Córdoba, Argentina, and to evaluate the growth parameters in native fungal isolates in the presence of GP and the effective dose that caused 50% growth reduction. The results showed that the genera Fusarium, Aspergillus, Mucor, Penicil-lium and Sterilia were the prevalent fungi isolated from soils both exposed and not-exposed to pesticides. The highest value (>100 mM) of effective concentration of herbicide that caused 50% growth inhibition (EC50), was found for Trichoderma isolates. Sterilia spp. had EC50 val-ues of 100mM, while Aspergillus spp. and Mucor had EC50 values between 50 and 100mM. The growth rate evaluation varied according to the isolates and GP concentrations. The data showed that all Aspergillus spp., Trichoderma spp., Mucor and three Sterilia spp. had the best growth performance in media supplied with GP after a variable acclimation period. This study provides valuable data for further studies that would allow to know the metabolic capacity of these fungal species that can be potential candidates for GP removal from contaminated environments.

Resumen El sistema agrícola actual condujo ai desarrollo de malezas resistentes a glifos-ato (GP), lo que deriva en el aumento de las dosis y el número de aplicaciones requeridas. La microbiota nativa de sitios contaminados con plaguicidas constituye la fuente principal de microorganismos capaces de degradar este herbicida. Los objetivos del presente estudio fueron aislar la microbiota cultivable tolerante a GP a partir de dos suelos agrícolas con diferente grado de exposición a plaguicidas, ambos de la provincia de Córdoba, Argentina, y evaluar en los hongos nativos aislados los parámetros de crecimiento en presencia de GP y la dosis efectiva que produce un 50% de reducción del crecimiento (EC50). Los géneros Fusarium, Aspergillus, Mucor, Penicillium y Sterilia fueron los de mayor prevalencia, tanto en suelos expuestos como no expuestos a plaguicidas. La mayor EC50 hallada (> 100 mM) correspondió a dos aislamientos de Trichoderma. En dos aislamientos de Sterilia, los valores de EC50 fueron de 100 mM, mientras que en los dos de Aspergillus y en uno de Mucor fueron de entre 50 y 100 mM. La velocidad de crecimiento varió según la concentración de GP empleada y el aislamiento considerado. Todos los aislamientos de Aspergillus, Trichoderma y Mucor, y tres aislamientos de Sterilia mostraron el mejor rendimiento en cuanto al crecimiento en los medios con GP después de un período de aclimatación variable. Este trabajo proporciona datos preliminares valiosos referidos a la capacidad metabólica de estos aislados y su potencial para remover GP en ambientes contaminados.

Desarrollo y capacidad de remoción de los pesticidas atrazina, clorpirifós y endosulfán por parte de cepas de Aspergillus sección Flavi no toxigénicas / Development and removal ability of non-toxigenic Aspergillus section Flavi in presence of atrazine, chlorpyrifos and endosulfan

This study evaluated the in vitro effect of three concentrations of atrazine, chlorpyrifos and endosulfan on the growth parameters of four non-toxigenic Aspergillus section Flavi strains. The ability of the strains to remove these pesticides in a synthetic medium was also determined. Growth parameters were measured on soil extract solid medium supplied with 5,10 and 20mg/l of each pesticide, and conditioned to -0.70, -2.78, -7.06 and -10.0 water potential (MPa). Removal assays were performed in Czapek Doc medium (CZD) supplied with 20mg/l of each pesticide under optimal environmental conditions (-2.78 of MPa and 25 °C). The residual levels of each pesticide were detected by the reversed-phase HPLC/fluorescence detection system. The lag phases of the strains significantly decreased in the presence of the pesticides with respect to the control media. This result indicates a fast adaptation to the conditions assayed. Similarly, the mycelial growth rates in the different treatments increased depending on pesticide concentrations. Aspergillus oryzae AM 1 and AM 2 strains showed high percentages of atrazine degradation (above 90%), followed by endosulfan (56 and 76%) and chlorpyrifos (50 and 73%) after 30 days of incubation. A significant (p <0.001) correlation (r = 0.974) between removal percentages and growth rate was found. This study shows that non-toxigenic Aspergillus section Flavi strains from agricultural soils are able to effectively grow in the presence of high concentrations of atrazine, chlorpyrifos and endosulfan under a wide range of MPa conditions. Moreover, these strains have the ability to remove high levels of these pesticides in vitro in a short time.

En este estudio se evaluó los efectos in vitro de 3 concentraciones de atrazina, clorpirifós y endosulfán sobre los parámetros de crecimiento de 4 cepas no toxigénicas de Aspergillus sección Flavi. También se evaluó la capacidad de las cepas de remover los pesticidas. Los parámetros de crecimiento se ensayaron en medio agar extracto de suelo suplementado con 5, 10 y 20mg/l de cada pesticida y acondicionado a -0.70, -2.78, -7.06 y -10.0 de potencial de agua (MPa). Los ensayos de remoción se realizaron en medio Czapek Dox con 20mg/l de cada pesticida bajo condiciones óptimas de crecimiento (-2.78 de MPa y 25 °C). Los niveles residuales de atrazina, clorpirifós y endosulfán se detectaron en un sistema HPLC con detección por fluorescencia. La fase de latencia de las cepas disminuyó significantemente en presencia de los pesticidas, indicando una rápida adaptación a dichas condiciones. La velocidad de crecimiento se incrementó considerablemente dependiendo de la concentración de pesticida. Las cepas Aspergillus oryzae AM1 y AM2 mostraron porcentajes elevados de degradación de atrazina (aproximadamente el 90%), seguidos por endosulfán (56 y 76%) y clorpirifós (50 y 73%). Se observó una correlación (r = 0.974) significante (p <0.001) entre el porcentaje de pesticida removido y la velocidad de crecimiento. Este estudio muestra que cepas no-toxigénicas de Aspergillus sección Flavi aisladas de suelos agrícolas desarrollan eficientemente en presencia de altas concentraciones de atrazina, clorpirifós y endosulfán en un amplio rango de MPa. Además, presentan capacidad de remover in vitro altos niveles de pesticidas en corto tiempo.