Academia Mexicana de Ciencias
Boletín AMC/074/18
Ciudad de México, 23 de marzo de 2018
- Pseudomonas aeruginosa es una bacteria que produce moléculas capaces de favorecer el crecimiento vegetal.
- Parte de estas moléculas podrían ser utilizadas para la fabricación de productos agrícolas, como biofertilizantes.
- Parte de estas moléculas podrían ser utilizadas para la fabricación de productos agrícolas, como biofertilizantes.
- Efecto de los ciclodipéptidos producidos por la bacteria de P. aeruginosa sobre la arquitectura radicular de la planta modelo de A. thaliana. A) Inducción de marcador auxínico. B-C) Expresión de células radiculares en división celular. D) Modelo del efecto de los ciclodipéptidos bacterianos en la planta de A. thaliana.
Imagen: Adaptado de Ortiz-Castro et al., 2011.
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Las bacterias pueden ser causantes de infecciones en los seres humanos, animales y plantas, pero algunas de ellas o sus componentes se utilizan en procesos benéficos como es la producción de antibióticos, de biocombustibles, bioplásticos; así como para controlar patógenos y plagas de plantas, entre otros.
Pseudomonas aeruginosa es una bacteria considerada un patógeno para las plantas, pero también produce moléculas que promueven el crecimiento vegetal, tal es el caso de los ciclodipéptidos, indicó Jesús Campos García, de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo (UMSNH) y miembro de la Academia Mexicana de Ciencias (AMC).
El doctor en biotecnología por la UNAM ha caracterizado durante las últimas dos décadas algunas rutas metabólicas de la bacteria P. aeruginosa, y en años recientes incursionó en el estudio de las bacterias del género Pseudomonas, con miras a utilizar algunos de los compuestos que producen en la formulación de nuevos productos con potencial uso en agricultura, ya que pueden ser la base para la fabricación de nuevos biofertilizantes.
Campos García explicó que la investigación acerca del potencial de dicha bacteria para estimular el crecimiento vegetal inició con la evaluación de una variante genética de P. aeruginosa, la cual resultó ser menos patógena para la planta Arabidopsis thaliana (que fue utilizada como modelo de estudio).
Al analizar el mecanismo de interacción planta-microorganismo (en este caso A. thaliana – P. aeruginosa) el investigador y su grupo de trabajo encontraron que esta variante de la bacteria produce una cantidad mayor de ciclodipéptidos —en comparación con la cepa silvestre de P. aeruginosa— los cuales ejercieron un efecto positivo sobre el crecimiento de la planta, la formación de raíces laterales, la división celular y el follaje.
Estos ciclodipéptidos producidos por la bacteria poseen semejanza estructural con las hormonas relacionadas con el crecimiento y desarrollo vegetal que producen las plantas, como las auxínas, explicó el también ganador en 2008 del Premio de Investigación de la AMC.
“Cuando las plantas fueron co-inoculadas con la cepa silvestre de P. aeruginosa observamos un incremento en el follaje de las plantas de A. thaliana de alrededor del 135% y de 60% de la raíz en comparación con las plantas que no fueron inoculadas. Mientras que en las plantas co-inoculadas con las cepas de la variante no patogénica de la bacteria —que produce niveles superiores de ciclodipéptidos— el incremento en el follaje fue de alrededor del 235% y el de raíz aproximadamente del 650%”.
Para evaluar si el efecto de los ciclodipéptidos que se documentaron para la planta modelo de A. thaliana era similar en otras plantas, los especialistas aplicaron el extracto que contenía los ciclodipéptidos de la variante de la bacteria de P. aeruginosa en las plántulas de Zea mays (maíz).
Después de 10 días de crecimiento de las plántulas de maíz en medios sintéticos, los investigadores observaron un incremento significativo en el follaje y la raíz, lo que sugirió que la promoción del crecimiento vegetal provocado por los ciclodipéptidos de P. aeruginosa también tienen efecto en otras especies de plantas. Adicionalmente, se probó el efecto de estas moléculas en otros cultivos como cebada y pasto forrajero, observando, al igual que en el maíz, un favorecimiento del crecimiento vegetal.
Los resultados obtenidos en esta investigación se emplearon para presentar una solicitud de patente ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial el 10 de abril del 2012 con el título “Ciclodipéptidos con actividad auxínica reguladores del crecimiento vegetal”. La patente les fue otorgada el 7 de agosto de 2016 al doctor Jesús Campos García y a los coinventores, los también especialistas José López Bucio, de la UMSNH, y Randy Ortiz Castro, adscrito al Instituto de Ecología.
Hoy en día se realizan pruebas en parcelas experimentales de árboles de aguacate con la empresa Agroproductos EBA S.A. en la región de Uruapan, Michoacán; así como la concesión de la patente para la formulación de un producto bioestimulante del crecimiento vegetal para el Corporativo de Desarrollo Sustentable S.A. de C.V.-Biosustenta, localizado en Morelia, Michoacán.
Noemí Rodríguez González.