Los microorganismos endófitos, aliados de la sostenibilidad agrícola
- Microorganismos endofíticos, metabolismo secundario y biotecnología
- El uso de microorganismos endofíticos lleva a la reducción del uso de pesticidas y fertilizantes químicos
Beatriz Riverón, Bioquímico farmacéutica
En las últimas décadas, las investigaciones científicas han demostrado que el mundo microbiano es infinitamente rico. Cada día se descubren nuevas moléculas producidas en el metabolismo secundario de los microorganismos, ampliamente utilizadas en diversas áreas, como la farmacéutica, alimenticia y agrícola.
Con los avances de las tecnologías moleculares de secuenciación y las herramientas bioinformáticas, se ha descubierto una gran cantidad de grupos de genes en los genomas microbianos involucrada en la biosíntesis de metabolitos secundarios.
La microbiota vegetal incluye las bacterias y los hongos endofíticos que colonizan los tejidos internos de todos los órganos de las plantas.
Los microorganismos endofíticos
Los microorganismos endofíticos en general, viven asintomáticamente dentro de su huésped durante diferentes etapas del ciclo de vida y desempeñan papeles muy importantes en el desarrollo, adaptación y diversificación de las plantas. Contribuyen mediante sus metabolitos secundarios a las interacciones ecológicas y respuestas al estrés proporcionando un beneficio físico en la presencia de competidores y depredadores. Estas interrelaciones específicas reprograman la fisiología de las plantas representando medios potenciales para fomentar manejos de plagas.
Ayudan a la nutrición y al biocontrol
Además, los microorganismos endofíticos desempeñan un papel importante en la promoción del crecimiento de su huésped mediante la solubilización de nutrientes como fósforo, potasio y zinc. También permiten la fijación de nitrógeno atmosférico, además de inducir la síntesis de fitohormonas y sideróforos.
Actualmente, se los está empleando como agentes de biocontrol contra una amplia gama de fitopatógenos. Por ejemplo, los hongos endofíticos son omnipresentes en todas las partes de las plantas. Brindan importantes herramientas para ser utilizados en el control de patógenos, en forma sistémica inducida ya que una vez colonizados, producen una gran variedad de metabolitos secundarios con actividades antifúngicas.
Son reconocidas especies de hongos de los géneros Beauveria y Metarhizium en el control de insectos. Bacterias del género Streptomyces y sus metabolitos poseen un gran potencial contra fitopatógenos fúngicos y bacterianos.
Muchas especies son productoras activas de antibióticos y compuestos orgánicos volátiles, tanto en el suelo como en las plantas, y esta característica es útil para identificar antagonistas activos de patógenos vegetales y así, usarlos en varios sistemas de cultivo como agentes de biocontrol.
Estimulan el crecimiento
También, los estudios de microorganismos endofíticos han despertado interés debido a sus atributos de estimular el crecimiento de las plantas aportando ácido indol acético (AIA) que juega un papel sumamente importante en las interacciones planta-microorganismo, ya que es esencial para la fisiología y el adecuado desarrollo morfológico de las plantas. Se ha demostrado que Xylaria sp (ascomiceto) contiene la enzima nitrilo-hidrolítica que utiliza compuestos ricos en nitrógeno y carbono como sustrato para formar compuestos indólicos. Este microorganismo es capaz de degradar moléculas nitrogenadas complejas promoviendo el desarrollo del sistema radicular.
Mitigación del estrés
Existe un interés creciente entre los investigadores por el uso de microorganismos endofíticos para mitigar el estrés ocasionado por el calor y la sequía.
Las interacciones entre plantas y microbios están mediadas por la producción de fitohormonas, sideróforos, osmolitos, compuestos volátiles y la expresión de determinados genes. Al mejorar la actividad antioxidante y la acumulación de osmolitos como prolina, glicina betaína y trehalosa también se enriquece el estado nutricional de las plantas estresadas.
Biorremediación
Otro aspecto es la función destacada de los microorganismos endofíticos en la biorremediación; esta es una técnica que utiliza microorganismos para eliminar contaminantes. La biodegradación de estos compuestos está asociada con el crecimiento y el metabolismo microbianos.
Confieren propiedades farmacológicas
Por otro lado, las plantas medicinales tienen asociaciones microbianas diversas y potenciales. Por ejemplo, el jengibre es muy apreciado por su riqueza en sustancias bioactivas. Se identificó la presencia de cepas de bacterias diferentes endófitas (Pseudomonas spp.) en su rizoma con la capacidad de producir IAA, sideróforos, compuestos volátiles y sustancias con propiedades farmacológicas.
Bioinoculantes
El uso eficaz de microorganismos endofíticos como por ejemplo, en la forma de “bioinoculantes”, lleva sin dudas a la reducción del uso de productos químicos, manteniendo las plantas saludables y las condiciones ambientales para la sostenibilidad agrícola.
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Imagen
https://www.cpt.com.br/artigos/seguranca-alimentar-microrganismos-patogenos-e-beneficos-aos-alimentos Acceso el 14/11/2023.
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