Resumen: Este artículo presenta un enfoque novedoso para la remediación de suelos contaminados con Cesio-137 mediante el uso de consorcios microbianos ingenierizados que actúan en sinergia con plantas hiperacumuladoras. La estrategia combina edición génica basada en CRISPR-Cas13 aplicada a cepas de Bacillus subtilis con la siembra de Brassica juncea para potenciar la fitoextracción. En ensayos controlados se observó una mejora sustancial en la eficiencia de remediación respecto a la fitoremediación natural, reduciendo tiempos y costes asociados a intervenciones tradicionales y abriendo vías para soluciones sostenibles en sitios de contaminación radiactiva.

Introducción: La contaminación radiactiva derivada de actividades nucleares históricas representa un riesgo ambiental y sanitario significativo. El Cesio-137 es un radionúclido de vida media larga y alta movilidad que contamina suelos y aguas. Los métodos convencionales, como la excavación y el almacenamiento, son costosos y disruptivos. La fitoremediación constituye una alternativa más sostenible y económica, aunque la capacidad natural de las plantas para captar Cesio-137 suele ser limitada para responder con rapidez a necesidades de descontaminación.

Objetivo: Desarrollar y evaluar un consorcio microbiano diseñado para aumentar la capacidad de Brassica juncea de acumular Cesio-137 en tejidos aéreos y raíces mediante la modificación de funciones bacterianas que influyen en la disponibilidad de nutrientes y en la salud de la planta, mejorando así la eficiencia global del proceso de remediación.

Metodología general: Se seleccionaron cepas de Bacillus subtilis por su adaptabilidad al suelo y compatibilidad con B. juncea. Mediante herramientas moleculares se modificaron rutas microbianas relacionadas con la producción de sideróforos y la solubilización de fósforo con el fin de mejorar la disponibilidad de micronutrientes y promover un entorno rizosférico favorable. Se formuló un consorcio ternario ajustado para optimizar la sinergia entre cepas y se contrastó su efecto en ensayos de invernadero con suelo contaminado procedente de una instalación nuclear desmantelada. Las variables medidas incluyeron concentración de Cesio-137 en suelo y tejidos vegetales mediante espectrometría gamma, biomasa, contenido de clorofila y crecimiento radicular. El análisis estadístico evaluó diferencias significativas entre tratamientos.

Diseño experimental: Se compararon tres tratamientos con réplicas: control con B. juncea solo, tratamiento microbiano con B. juncea más el consorcio ingenierizado y control con fertilización fosfática estándar. Las plantas se cultivaron durante un periodo representativo y se recogieron muestras periódicas para caracterización radioquímica y fisiológica.

Resultados principales: Las plantas sometidas al tratamiento microbiano presentaron incrementos significativos en la acumulación de Cesio-137 en brotes y raíces en comparación con el control. Además se observaron aumentos en biomasa y en contenido de clorofila, indicativos de mejor vigor vegetal. El tratamiento con fertilizante químico no mostró mejoras comparables en la captura del radionúclido, lo que sugiere que la acción del consorcio microbiano va más allá de un simple aporte nutricional y que existen interacciones específicas en la rizosfera que favorecen la fitoextracción.

Modelo cinético simplificado: Para describir de forma conceptual la dinámica de absorción se propone un modelo de balance que considera la entrada desde el suelo y una tasa de efusión desde el tejido vegetal: d[Cs-137]plant/dt = k * [Cs-137]soil * P(t) - Kout * [Cs-137]plant donde las variables representan concentraciones en planta y suelo, k es una constante de captación influida por la actividad microbiana, P(t) es un factor asociado al crecimiento vegetal y Kout representa pérdidas. Este marco matemático facilita comparaciones entre tratamientos y la estimación de parámetros que reflejan la mejora inducida por el consorcio.

Discusión: Los datos apuntan a una sinergia clara entre las bacterias modificadas y B. juncea que incrementa la eficiencia de remediación de Cesio-137. La mejora en la disponibilidad de hierro y fósforo en la rizosfera, derivada de las funciones microbianas seleccionadas, favorece el crecimiento y la capacidad de acumulación de la planta. La ausencia de efecto equivalente con fertilizante sugiere mecanismos más complejos que merecen investigación adicional, incluidos procesos de complejación y modificación del transporte radicular y foliar del radionúclido.

Escalabilidad y líneas futuras: La estrategia es escalable mediante ensayos de campo y la optimización de formulaciones microbianas y métodos de aplicación. Investigaciones posteriores deberían explorar la estabilidad a largo plazo de los consorcios, su seguridad ecológica y su adaptación a distintas condiciones edáficas, así como la extensión del enfoque a otros radionúclidos como el Estroncio-90. También se prevén desarrollos en encapsulación y sistemas de liberación controlada para mejorar la supervivencia microbiana y la eficacia en entornos heterogéneos.

Implicaciones prácticas y comerciales: La combinación de fitoextracción mejorada con tecnologías microbianas ofrece una alternativa menos invasiva y potencialmente más rentable que las técnicas tradicionales de excavación. Este tipo de soluciones pueden integrarse en programas de gestión ambiental y planes de respuesta a pasivos radiactivos, reduciendo coste operativo y huella ambiental.

Verificación y control de calidad: Los procedimientos analíticos y estadísticos empleados permiten evaluar la reproducibilidad del método. La caracterización molecular de las modificaciones microbianas y la cuantificación precisa mediante espectrometría gamma garantizan trazabilidad de resultados y soporte para decisiones de escalado. En implementaciones a gran escala será clave incorporar sistemas de monitorización y control que aseguren el seguimiento de parámetros de seguridad y eficacia.

Conclusiones: La investigación demuestra el potencial de consorcios microbianos diseñados para potenciar la fitoremediación de suelos contaminados con Cesio-137. Al mejorar la captura y acumulación por parte de Brassica juncea se logra una reducción de tiempos y costes de remediación, lo que posiciona esta aproximación como una alternativa viable para la gestión de legados radiactivos.

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