Los perfumes de las bacterias
Elvis Marian Cortazar Murillo, Frédérique Reverchon, José Antonio Guerrero Analco, Alfonso Méndez Bravo, Edith Garay Serrano
Las bacterias emiten compuestos volátiles similares a los perfumes que les permiten comunicarse entre ellas y con otros organismos. Estos perfumes bacterianos tienen un gran potencial biotecnológico y podrían emplearse para lograr una agricultura más sustentable.
Palabras claves: volátiles bacterianos
Todos los organismos emitimos gases de manera continua: al respirar, al transpirar, al salivar, etc. Estos gases forman parte de nuestro lenguaje químico, y ¡hasta hacen que nos enamoremos! Las bacterias (Figura 1) no son la excepción, emiten compuestos volátiles que actúan como señales químicas e intervienen en la comunicación entre ellas y otros organismos, por ejemplo, hongos, plantas o animales. Estos volátiles son compuestos pequeños y odoríferos que se difunden y evaporan fácilmente: ¡perfectos para comunicarse con organismos a larga distancia!
Lo interesante de estos perfumes bacterianos es que tienen un gran potencial biotecnológico y podrían emplearse en estrategias de manejo para una agricultura más sustentable. Aquí les damos algunos ejemplos basados en las investigaciones que actualmente realizamos.
Los volátiles bacterianos pueden mitigar enfermedades de las plantas
Existen evidencias que algunos compuestos volátiles emitidos por bacterias pueden afectar el crecimiento de microorganismos fitopatógenos, como los hongos Fusarium solani, Fusarium kuroshium, Colletotrichum gloeosporioides, o el pseudohongo Phytophthora cinnamomi 1,2,3, que enferman a los árboles de aguacate, entre otros frutales y hortalizas. El efecto benéfico de los volátiles se manifiesta de diferentes formas: deformando los filamentos (o hifas) que conforman a los hongos, reduciendo la extensión y la densidad de estos filamentos o inhibiendo la germinación de las esporas, lo que impide su reproducción (Figura 2). En la actualidad, numerosas investigaciones están buscando aplicar estos volátiles bacterianos en condiciones de campo, para ayudar a mitigar las enfermedades causadas por hongos que afectan a cultivos agrícolas de importancia económica. Estas estrategias se conocen como control biológico y consisten en la aplicación de un producto de origen bacteriano para contrarrestar el impacto causado por otro microorganismo perjudicial, sin emplear agroquímicos convencionales.
Los volátiles bacterianos pueden promover el crecimiento de las plantas
Por otro lado, se sabe que algunas bacterias son capaces de modificar la estructura de las raíces de las plantas sin estar en contacto físico con éstas, gracias a los volátiles que producen y que son altamente difusibles en el suelo. Las plantas pueden percibir estos compuestos como fuente de nutrimentos y como señales químicas que alteran su maquinaria interna para hacerlas más fuertes cuando se enfrenten a un organismo patógeno. Existen también cambios externos que las plantas desarrollan cuando están bajo la influencia de los “perfumes” bacterianos, por ejemplo, aumenta su capacidad exploratoria y de absorción de nutrimentos a través de la formación de numerosas raíces secundarias o laterales y del desarrollo de múltiples pelos radiculares; otro efecto benéfico es un mayor tamaño de sus hojas (Figura 3), lo que aumenta la producción de energía a través de la fotosíntesis. Estos beneficios en conjunto proporcionados por los volátiles hacen que las plantas sean capaces de desarrollarse y crecer en situaciones de estrés generadas por los fitopatógenos. Por ello, ciertas investigaciones se han centrado en explorar el potencial de los volátiles bacterianos para su uso en un manejo agrícola más sustentable, como bioinoculantes que podrían mejorar el crecimiento, productividad y resistencia de las plantas 4 (Figura 4).
Esta investigación forma parte del proyecto no. 292399, financiado por el Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (FORDECYT).
Pies de figura
Fig. 1 Bacterias en forma de bacilos, teñidas con reactivos de Gram y observadas al microscopio A) Bacillus sp. A8a; B) Bacillus sp. HA (Fotos: Marian Cortazar).
Fig. 2 Reducción de los filamentos (hifas) del microorganismo fitopatógeno Phytophthora cinnamomi por los volátiles producidos por la bacteria Bacillus sp. A8a (Modificado de Méndez-Bravo et al. 2018).
Fig.3 Incremento en follaje y ramificaciones laterales de raíces en plántulas de Arabidopsis thaliana, que fueron influenciadas por los volátiles producidos por la bacteria Bacillus sp. HA (mancha blanca en la imagen derecha) (Foto: Marian Cortazar)
Fig. 4 Potencial de los volátiles bacterianos para una agricultura más sustentable (Esquema: Frédérique Reverchon)
Fig. 5 (inicio de página) Ensayo de antagonismo hongo - volátiles bacterianos (crédito: Q.F.B. Monserrat Marín)
Referencias
1. Méndez-Bravo et al. 2018. Plos ONE 13: e0194665
2. Guevara-Avendaño et al. 2019. Microbiological Research 219: 74-83
3. Báez-Vallejo et al. 2020. Microbiological Research 235: 126440.
4. Kanchiswamy et al. 2015. Frontiers in Plant Science 6: 151
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- De escarabajos, colores, ADN y evolución
- Los polifacéticos hongos anamorfos
- Fungicultura por hormigas
- Los escarabajos frailecillos
- Cecilias: ¿Lombriz, serpiente o desliz... de la naturaleza?
- Lateralidad y el mundo al revés
- Una salud
- Controlando el muérdago en CDMX
- Alimentos funcionales
- ¿Sabias que las plantas también tienen tumores?
- Montañas + bosques = provisión y aseguramiento de agua
- Bacterias, aliadas de la agricultura
- El fin de los tiempos
- ¿Obesidad y Diabetes?... ¡Algas al rescate!
- El escarabajo africano, ¿migrante o invasor?
- Humedales flotantes y cambio climático
- Integridad ecosistémica y salud humana: el caso de las enfermedades transmitidas por insectos
- ¿Reforestar o restaurar ecosistemas?
- El Jardín Botánico Fco. Javier Clavijero y la colección nacional de cícadas
- Escarabajos ambrosiales: demografía y cambio climático
- Arrecifes coralinos
- Insectos Trips: los vemos en cada flor
- La percepción socioambiental de la vida silvestre
- Diversidad faunística del desierto chihuahuense
- Árboles fuera del bosque recursos forestales en el futuro
- Transmisión y especificidad de muérdagos
- La encrucijada de los insectos en el Antropoceno
- Nuevas especies vegetales, riesgos y alternativas
- La nueva era de los fertilizantes
- El polen y las abejas: una relación más compleja de lo que aparenta
- Fragmentación del hábitat en plantas: un método para estudiarla
- Globalización y biodiversidad: especies exóticas invasoras
- ¿Bichos para la cena?
- Los murciélagos no son los villanos en el drama del Coronavirus
- El águila real y el pastizal
- Importancia de conocer y conservar a los anfibios
- Los escarabajo del estiércol en la mitología humana
- Caminando entre verdes oportunistas
- El reloj de los mamíferos
- Zoológicos: esfuerzos incomprendidos conservando fauna
- Diversidad y madrigueras de roedores
- Colecciones biológicas en Veracruz
- El agua de la Cuenca Alta de la Antigua
- El silencio de la humanidad y la reaparición de la fauna silvestre
- Toritos cavadores del suelo
- ¿De dónde vienen las plantas?
- Biotecnología aplicada en la acuicultura
- Comunicación química planta – bacteria
- Nudibranquios: Criaturas de fantasía
- Innovación tecnológica inspirada en la naturaleza
- La función secreta de las alas en las moscas de la fruta
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- Seguridad alimentaria: Nuestras soluciones están en la naturaleza
- Los microRNAs, orquestadores de las respuestas de defensa de las plantas
- Refugios cavernícolas, importantes en la conservación de los murciélagos
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- La planta madre del jitomate, un aporte ancestral
- Diversidad de haemosporidios en Aves de Isla Socorro
- México, pueblo que come hongos, especies silvestres y cocina nacional
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- Nuevo estudio muestra la vulnerabilidad de las ciudades mexicanas ante COVID-19, la sobrecarga de sus sistemas públicos de salud y la importancia del distanciamiento social
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