Bacterias, aliadas de la agricultura

Ofelia Ferrera-Rodríguez, Randy Ortiz-Castro

La planta de maíz, está en constante interacción con los microorganismos del suelo, entre estos las bacterias que se encuentran en su rizósfera; mediante interacción química, a través de sus raíces, la planta les proporciona diversos nutrientes, incluyendo vitaminas y aminoácidos a las bacterias; algunas bacterias como Pseudomonas fluorescens corresponden a la planta ayudándola a tomar minerales, o produciendo compuestos como: las fitohormonas (que influyen en el crecimiento y desarrollo de la planta) o los antibióticos (que ayudan a frenar el ataque de otros microorganismos contra la planta). Esta interacción benéfica planta-bacteria permite un balance entre el crecimiento y la salud de los cultivos, lo cual tiene un impacto en la producción agrícola y favoreciendo una agricultura sustentable.

El maíz y sus aliadas

Los esquites, ¡Mmmmh!, que deliciosos son ¡Ha! y la delicia de comerlos en cada pueblo o ciudad, sin duda en cada sitio tienen un sabor particular producto da cada uno de los ingredientes y métodos de preparación local. Y pensar que cada grano de maíz obtiene su sabor de los nutrientes que toma de la tierra en la que es cultivado; y lo hace a través sus raíces, que además toman agua y, mantienen a la planta anclada al suelo. Las raíces de las plantas forman parte de la rizósfera (conformada por la endorizósfera, el rizoplano y la ectorizosfera), que es el sitio donde habitan e interactúan una gran diversidad de microorganismos como bacterias, hongos, micorrizas, gusanos u otros insectos.

Muchas bacterias son amigas del maíz; claro, es una amistad no tan altruista, pero si es mutuamente benéfica. La planta les habla a las bacterias del suelo a través de su raíz, empleando un lenguaje químico y proporcionándoles nutrientes como deliciosos azucares, aminoácidos, proteínas y vitaminas; con todo ello, las motiva a formar parte de su equipo. Por su parte, algunas bacterias, a cambio de nutrientes orgánicos, le proporcionan a la planta ayuda para la solubilización de ciertos minerales que están en el suelo, pero que las plantas no pueden tomar por sí mismas, como fosforo, nitrógeno o hierro. Otras bacterias producen fitohormonas, que son compuestos que ayudan en el desarrollo de las plantas, como en la formación de tallos, raíces, floración, maduración de los frutos y defensa contra otros patógenos. A las bacterias que facilitan el desarrollo de las plantas se les ha llamado bacterias promotoras del crecimiento vegetal o PGPR (por sus siglas en inglés). Por otra parte, algunas bacterias son como soldados de batalla contra patógenos que atacan a la planta, algunas de ellas producen antibióticos que solo afectan a organismos dañinos para plantas; e incluso algunas bacterias, ayudan a la planta, peleándose químicamente con ella y así la entrenan para defenderse de los verdaderos enemigos (Figura 1). Para ejemplificar esto, te relataremos un par de historias; una, de alianza y otra de guerra; en ambas participa una bacteria llamada Pseudomonas fluorescens (P. fluorescens para los cuates).

Pseudomonas fluorescens una bacteria amable con las plantas

P. fluorescens suele encontrarse en el ambiente, principalmente en el suelo, en agua superficial, acompañando a diversas plantas, principalmente en su rizosfera; es una bacteria Gram negativa, que cuando se ve en el microscopio, parece una salchicha botanera con un hilito con el que nada (que se llama flajelo); esta bacteria es capaz de producir muchos compuestos químicos con los que logra diferentes cosas. Por ejemplo, esta bacteria le dice a la planta que crezca más, usando homoserína lactonas (moléculas con las que se pone de acuerdo con sus compañeras); la planta detecta las homoserína lactonas, las toma y las rompe y un pedazo de esas moléculas hace que la planta transpire más, tome más agua y junto con el agua tome más nutrientes del suelo (Figura 2). Y al mismo tiempo, P. fluorescens produce también unos compuestos llamados ciclodipéptidos que estimulan a la planta a producir una hormona llamada auxina, que es una de las hormonas más importantes en el crecimiento y desarrollo de las plantas (Figura 3). Al crecer más la planta, por las hormonas y por tomar más nutrientes, produce y libera más compuestos al suelo, que la bacteria a aprovecha para alimentarse y también crecer más. Y esa es una de las formas en que la alianza de la bacteria y la planta hace que se ayuden mutuamente a crecer. A su vez, se ha visto, que cuando bacterias que producen ciclodipeptidos están en interacción con plantas de jitomate, los agricultores ahorran hasta el 50% en el insumo de fertilizantes (Figura 4).

En la historia de guerra, también participa P. fluorescens porque es capaz de producir un arma secreta para defender a la planta de enfermedades conocidas como pudrición o marchitamiento, causadas por algunos hongos. El arma secreta es un antibiótico llamado diacetilfloroglucinol el cual ataca la respiración y la síntesis de ATP de los hongos que enferman a la planta, ósea que el antibiótico hace que no puedan respirar bien y que no tengan suficiente energía, entonces no pueden atacar a la planta. Así es como la guerra entre la bacteria y el hongo hace que la planta crezca sana y pueda alimentar mejor a su amiga la bacteria.

Seguramente ya intuiste que, de igual modo que ocurre en el maíz; en otras delicias como jitomates, aguacates, calabazas, rábanos, tejocotes, mangos, jícamas, cocos y todo aquello que disfrutamos tanto en nuestra variada comida mexicana, en parte, le deben también su sabor, a sus amigas las bacterias que habitan su rizósfera.

 

Agradecimientos

El presente trabajo forma parte del proyecto de Atención a Problemas Nacionales del CONACYT PDCPN 2015-882 “Comunicación química planta – bacteria y su impacto en la producción agrícola”.

 

Referencias

  • Ortiz-Castro R, Campos-García J, López-Bucio J. (2020) Pseudomonas putida and Pseudomonas fluorescen influence Arabidopiss root system architecture through auxin response mediatee by bioactive cyclodipeptides. Journal of Plant Growth Regulation 39:254-265.
  • Ortiz-Castro R, López-Bucio JS, López-Bucio J. (2017) Physiological and Molecular Mechanisms of bacterial phytostimulation. Advances in PGPR research. Eds. Singh HB, Sarma BK, Keswani C. CABI International. pp. 11-28.
  • Ortíz-Castro R, Contreras-Cornejo HA, Macías-Rodríguez L, López-Bucio J. (2009) The role of microbial signals in plant growth and development. Plant Signal Behav 4: 701–712.

 

Pies de figuras

Fig 1. Comunicación a través de un lenguaje químico, entre una planta de maíz y las bacterias que se encuentran en su rizósfera (Crédito: Randy Ortiz-Castro).

Fig 2. Plantas de Arabidopsis thaliana crecidas con o sin en presencia de la bacteria de Pseudomonas fluorescens (Crédito: Randy Ortiz-Castro).

Fig 3. Plantas de Arabidopsis thaliana producen más auxinas en presencia de Pseudomonas fluorescens. La tinción azul en la raíz nos indica la presencia de las auxinas en la planta (Crédito: Randy Ortiz-Castro).

Fig 4. Crecimiento de las raíces de plantas de jitomate crecidas en condiciones normales (sin bacteria) y otra planta cultivada con bacterias que producen ciclodipeptidos como Pseudomonas fluorescens (Crédito: Randy Ortiz-Castro).

Foto Slider. Crédito: Randy Ortiz-Castro

15 Sep 2021 08:40
De la tierra brotan colores: las flores

De la tierra brotan colores: las flores Arith Pérez-Orozco, Sonia Galicia y Roger Guevara

Las flores por sus vistosos colores están presentes en nuestras vidas ya sea adornando jardines, casas y oficinas [ ... ]

Leer más...
14 Sep 2021 10:14
Los hongos invisibles en las plantas

Los hongos invisibles en las plantas  Edith Garay Serrano, Samuel Cruz Esteban y Atsimba Ma. de Jesús Castro Jiménez

Existen hongos microscópicos que habitan al interior de diversos tejidos de [ ... ]

Leer más...
13 Sep 2021 14:41
Los hongos son lo que comen

 

Los hongos son lo que comen Dulce Salmones y Gerardo Mata

“Somos lo que comemos”, aquella famosa frase pronunciada por el filósofo alemán Ludwig Feuerbach para llamar la atención sobre la [ ... ]

Leer más...
10 Sep 2021 11:11
Desenmarañando la relación suelo-planta-agua

Desenmarañando la relación suelo-planta-agua Sandra Rocha Ortiz, Beatriz E. Marín Castro, Karla L. Tapia Fierro 

Al suelo se suele definir con la analogía de que es la piel de la Tierra, al igual [ ... ]

Leer más...
08 Sep 2021 08:34
Del geiser al laboratorio: Taq ADN polimerasa

    Del geiser al laboratorio: Taq ADN polimerasa José Benjamín Rodriguez Haas, Nohemí Carreras Villaseñor, Eric Edmundo Hernández Domínguez y Diana Sánchez Rangel

Importantes avances científicos [ ... ]

Leer más...
07 Sep 2021 07:12
Evolución de COVID-19: la variante Delta

 

Evolución de COVID-19: la variante Delta Rogelio Macías-Ordóñez

Esta es la primera pandemia de la humanidad en un mundo hiper-conectado. Se genera tal cantidad de información y desinformación [ ... ]

Leer más...
06 Sep 2021 09:12
Etólogos y hormigas

Etólogos y hormigas Federico Escobar S 

Por ser sociales, las hormigas han llamado la atención de los biólogos dedicados al estudio del comportamiento animal. Las hormigas viven en colonias y dividen [ ... ]

Leer más...
02 Sep 2021 14:53
En lo rural de Xalapa

En lo rural de Xalapa Israel Acosta Rosado

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 02 de septiembre 2021

La calidad de vida de un asentamiento humano depende, entre otros, [ ... ]

Leer más...
01 Sep 2021 08:20
Áreas privadas de conservación: una decisión voluntaria

Áreas privadas de conservación: una decisión voluntaria Cecilia Espejel Aguilera, Lucrecia Arellano y Fernando Escobar-Hernández

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día [ ... ]

Leer más...
31 Ago 2021 08:12
Acuaporinas, moléculas esenciales para la vida

Acuaporinas, moléculas esenciales para la vida Eric Edmundo Hernández Domínguez

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 31 de agosto 2021

El agua es una molécula importante [ ... ]

Leer más...
30 Ago 2021 10:17
Proteómica, nueva herramienta científica

Proteómica, nueva herramienta científica Carolina Camacho Vázquez, José Miguel Elizalde Contreras y Eliel Ruiz May 

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 30 de agosto [ ... ]

Leer más...
27 Ago 2021 07:34
Mariposario, espacio de ciencia y educación

Mariposario, espacio de ciencia y educación Dalila del Carmen Callejas Domínguez y Octavio Rivera Hernández

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 27 de agosto 2021

Los [ ... ]

Leer más...
26 Ago 2021 07:49
Ingenieros ecosistémicos

Ingenieros ecosistémicos Samuel Novais y Armando Aguirre-Jaimes

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 26 de agosto 2021

La ingeniería ecosistémica es el proceso de modificación [ ... ]

Leer más...
25 Ago 2021 07:55
Avispas vs gallina ciega

 

Avispas vs gallina ciega César Vicente Rojas Gómez,  Roberto Arce Pérez y Leonardo Delgado

Las gallinas ciegas son consideradas como plaga de las raíces de una gran cantidad de plantas cultivadas, [ ... ]

Leer más...
24 Ago 2021 13:07
Superestrellas vegetales de México

 

Superestrellas vegetales de México Rosario Redonda-Martínez

Las asteráceas tienen inflorescencias similares a estrellas, son la familia de plantas con flor con mayor número de especies en México. [ ... ]

Leer más...
23 Ago 2021 12:36
La lechuga de mar: una planta asiática que llegó para quedarse

La lechuga de mar: una planta asiática que llegó para quedarse Gonzalo Castillo-Campos Rodríguez, Ma. Luisa Martínez, José G. García-Franco, Jesús Pale Pale

 

La lechuga de mar (Scaevola taccada), [ ... ]

Leer más...
20 Ago 2021 11:50
¿Historias evolutivas o cuentos adaptativos?

¿Historias evolutivas o cuentos adaptativos? Oscar Ríos Cárdenas, Rosa Ana Sánchez Guillén, Daniel González Tokman, Carla Gutiérrez Rodríguez

La mayoría de la gente ha oído de la evolución [ ... ]

Leer más...
19 Ago 2021 13:02
Superhéroes y sus diseños de experimentos

Superhéroes y sus diseños de experimentos Felipe Barrera Méndez

Los cómics simplifican la manera en que se realizan experimentos científicos puesto que solamente buscan una excusa para brindar [ ... ]

Leer más...
18 Ago 2021 13:39
El chipilín, un ingrediente místico de la gastronomía del sureste de México

El chipilín, un ingrediente místico de la gastronomía del sureste de México Juan Luis Monribot Villanueva y José Antonio Guerrero Analco 

Resumen: La planta Crotalaria longirostrata, conocida [ ... ]

Leer más...
17 Ago 2021 15:30
Limitaciones sociales de la restauración ecológica

Limitaciones sociales de la restauración ecológica Patricia Moreno-Casasola 

Nuestros ecosistemas se han degradado y se requiere restaurarlos. Es una actividad para la que se necesita el conocimiento [ ... ]

Leer más...
16 Ago 2021 15:34
Biodiversidad y escarabajos peloteros de sistemas agroforestales

Biodiversidad y escarabajos peloteros de sistemas agroforestales Alfonso Díaz Rojas y Janet Nolasco Soto

La superficie de las principales Áreas Naturales Protegidas y de conservación biológica en [ ... ]

Leer más...
16 Ago 2021 11:23
Biodiversidad: la vida sobre la tierra

Biodiversidad: la vida sobre la tierra Alejandro Espinosa de los Monteros

Biodiversidad es la riqueza de especies de un lugar. Actualmente, los procesos naturales que regulan la biodiversidad se han [ ... ]

Leer más...
12 Ago 2021 16:05
Orange is the New Black …. Howler Monkey

Orange is the New Black …. Howler Monkey Juan Carlos Serio Silva, Jorge Ramos Luna, María Fernanda Álvarez Velazquez y Colin A. Chapman

Desde 1988 a la fecha, nuestro Grupo de Estudios Transdiciplinarios [ ... ]

Leer más...
12 Ago 2021 15:18
Provocaciones científicas del INECOL

Provocaciones científicas del INECOL Andrea Farias Escalera

Cuando pensamos en las decisiones o vivencias que nos llevaron elegir una profesión o carrera profesional, quizá venga a la mente alguien [ ... ]

Leer más...
10 Ago 2021 09:47
La química y los colores

La química y los colores Ariadna Martínez Virués y Daniela Cela Cadena

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 10 de agosto 2021

Los colores en la naturaleza siempre han [ ... ]

Leer más...
09 Ago 2021 10:54
El orégano, ingrediente para celebrar

El orégano, ingrediente para celebrar Maite Lascurain y Guillermo Angeles

Algunas plantas silvestres y cultivadas juegan un papel muy importante en nuestra cocina, pues imparten un sabor característico [ ... ]

Leer más...
06 Ago 2021 13:51
Producir nuestros propios alimentos

  Producir nuestros propios alimentos Ing. Francisco Bustos Vázquez y Dra. Rosa María González Amaro

Producir nuestros propios alimentos es una ardua tarea que incluye a la población que vivimos [ ... ]

Leer más...
05 Ago 2021 18:36
El curioso caso de la quiralidad en la naturaleza

    El curioso caso de la quiralidad en la naturaleza Saúl Axel Luna Hernández, Israel Bonilla-Landa, José Luis Olivares-Romero

La quiralidad es una propiedad intrínseca de las moléculas que [ ... ]

Leer más...
05 Ago 2021 13:32
WCUR 2021


WCUR 2021

Con enorme gusto, les comunicamos que el Instituto de Ecología, A.C. (INECOL), Centro Público de Investigación, aparece entre las mejores Instituciones de Educación Superior de México, [ ... ]

Leer más...
04 Ago 2021 17:57
Usos prehispánicos de los bambúes mexicanos

  Usos prehispánicos de los bambúes mexicanos
Ma.TeresaMejia-Saulés

Aunque desde la época prehispánica ya se utilizaba el bambú, no se le había dado la importancia que merecen los bambúes [ ... ]

Leer más...
04 Ago 2021 16:11
La comunicación química en los escarabajos del estiércol

La comunicación química en los escarabajos del estiércol Mario E. Favila

El estudio de la comunicación química en los escarabajos del estiércol es aún incipiente, falta mucho por estudiar. La [ ... ]

Leer más...
03 Ago 2021 12:29
Interacciones hongo-hongo: ¿sinergismo o antagonismo?

Interacciones hongo-hongo: ¿sinergismo o antagonismo? Nohemí Carreras-Villaseñor, Luis Alberto Martínez-Rodríguez, José Benjamín Rodríguez-Haas y Diana Sánchez-Rangel

Las enfermedades en las [ ... ]

Leer más...
03 Ago 2021 09:00
Tenebrios: viscosos ¡pero sabrosos!

Tenebrios: viscosos ¡pero sabrosos!  Edna Díaz, Sergio Albino, Antonio Guillén

Los gusanos de harina, al igual que los grillos y otros insectos son utilizados como alimento vivo para mascotas. En [ ... ]

Leer más...
02 Ago 2021 17:35
¿Qué sabemos de la fauna del suelo que habita en la alta montaña?

¿Qué sabemos de la fauna del suelo que habita en la alta montaña? José Carlos Pimentel Reyes, Martín de los Santos, José Antonio Gómez Anaya, Guillermo Angeles e Isabelle Barois

Al igual que [ ... ]

Leer más...
16 Jul 2021 12:03
Betalaínas: pigmentos y colores

Betalaínas: pigmentos y colores Patricia Hernández Ledesma y Samuel Cruz Esteban 

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 16 de julio 2021

Las betalaínas son pigmentos [ ... ]

Leer más...
15 Jul 2021 08:52
Agricultura de precisión, análisis de imágenes aplicada a la producción agrícola

    Agricultura de precisión, análisis de imágenes aplicada a la producción agrícola María Fernanda Cuevas-Rivera, Gema Matzil Olguin-Utrera, Andrés Lira-Noriega, Randy Ortiz-Castro

Artículo [ ... ]

Leer más...
14 Jul 2021 10:26
¿Hay en los manglares una relación de evasión y amor?

    ¿Hay en los manglares una relación de evasión y amor? Hannah James Bowen, Alejandra Vovides y Jorge López Portillo

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 14 [ ... ]

Leer más...
13 Jul 2021 13:26
Origen y domesticación del plátano: un cultivo de gran importancia para México

      Origen y domesticación del plátano: un cultivo de gran importancia para México Adrián J. Enríquez Valencia, Enrique Ibarra Laclette 

Artículo publicado en el Portal Comunicación [ ... ]

Leer más...
08 Jul 2021 12:22
Primates en paisajes antropizados

Primates en paisajes antropizados Carmen Galán-Acedo1 y Fabricio Villalobos2

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 08 de julio 2021

La creciente transformación de los [ ... ]

Leer más...
07 Jul 2021 10:44
Los izotes y sus polillas

Los izotes y sus polillas Paola A. González Vanegas1 & Carlos A. Cultid-Medina2,3

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 06 de julio 2021

Conozcamos una relación mutualista [ ... ]

Leer más...
Artículos anteriores