Las bacterias promotoras del crecimiento vegetal son benéficas para la agricultura ayudando a mejorar el rendimiento de los cultivos a través del aumento de la disponibilidad de los nutrientes necesarios para las plantas y brindando a las plantas protección contra el ataque de fitopatógenos y tolerancia al estrés ambiental.
Palabras clave: bacterias benéficas, crecimiento vegetal, PGPR
Se estima que para el 2050 la población mundial se incrementará a 9,800 millones de personas, lo que significa que en el mundo se necesitará 70-100% más alimento del que se produce hoy en día. Esto significa que existe una necesidad creciente a nivel global de productos agrícolas para satisfacer la demanda de alimentos de nuestra población. En los últimos 50 años las prácticas de la agricultura moderna han aumentado considerablemente el rendimiento de los diferentes cultivos, gracias al uso de fertilizantes, el control químico de plagas, el uso de sistemas de riego y el desarrollo de plantas híbridas. Sin embargo, el uso intensivo de fertilizantes químicos sintéticos y plaguicidas (insecticidas, fungicidas, etc.) como parte de las prácticas agrícolas habituales, han generado diferentes problemas ambientales como la contaminación del agua (mantos freáticos), la degradación de la calidad del suelo y la pérdida de la biodiversidad. Esto, en conjunto con los factores ambientales como la sequía, el aumento de la temperatura, la generación de gases invernadero, los cuales son consecuencia del cambio climático global, representan un reto importante para la agricultura actual.
Debido a todo esto, la agricultura mundial está dirigiéndose hacia un enfoque más sustentable y amigable con el ambiente. En este sentido, los microorganismos que habitan en el suelo resultan de interés para generar alternativas biológicas y ambientalmente amigables al uso intensivo de agroquímicos. Dichos microorganismos juegan un papel importante en la regulación de la fertilidad del suelo, el ciclo de diferentes nutrientes y contribuyen a la conservación de la diversidad de plantas en los ecosistemas. Dentro de estos microorganismos benéficos podemos encontrar a las bacterias que promueven el crecimiento de las plantas (PGPR, por sus siglas en inglés, plant growth promoting rhizobacteria), las cuales pueden ser bacterias de vida libre que habitan en el suelo o en las raíces de las plantas. Las PGPR estimulan el crecimiento de las plantas de diferentes formas, las cuales se agrupan en mecanismos de acción directa y mecanismos de acción indirecta. Los mecanismos directos están relacionados con la absorción de los nutrientes que las plantas necesitan, ya que gracias a que algunas bacterias pueden fijar el nitrógeno atmosférico o solubilizar el fosfato que se encuentra fijado en el suelo, mejoran la disponibilidad de dichos nutrientes haciéndolos más accesibles para las plantas. Del mismo modo, algunas bacterias son capaces de producir moléculas similares a las fitohormonas que las plantas producen de manera natural y que ayudan a regular el crecimiento vegetal. Por ejemplo, las auxinas, como el ácido indolacético, incrementan el crecimiento de las raíces de las plantas lo que las ayuda a tener mayor capacidad para adquirir los nutrientes que necesitan. Algunas bacterias pueden producir ácido indolacético en pequeñas cantidades, lo que estimula el crecimiento de las raíces y beneficia a la planta para su desarrollo (Figura 1).
Por otro lado, los mecanismos indirectos de las PGPRs también incluyen la producción de algunas moléculas como los antibióticos o lo sideróforos, que pueden ayudar a las plantas a defenderse contra el ataque de diferentes fitopatógenos (Figura 2). Adicionalmente, algunas bacterias son capaces de construir biopelículas que pueden auxiliar a las plantas a lidiar con el estrés abiótico como la sequía o la alta salinidad de algunos ambientes.
Como se puede observar, las interacciones que se establecen entre las plantas, el suelo, los microorganismos y la dinámica de los nutrientes pueden ser complejas pero interesantes y representan una gran oportunidad para mejorar la fertilidad del suelo. Las bacterias promotoras del crecimiento vegetal (PGPRs) mejoran el desarrollo de las plantas y su productividad a través de la disponibilidad de nutrientes, la regulación y producción de fitohormas y antibióticos. Esto ha hecho que diferentes grupos de investigadores estén enfocados en el estudio de las PGPRs y su efecto sobre diferentes cultivos de importancia agrícola, así como en el desarrollo de consorcios de PGPRs más eficientes, materiales que se utilicen como dispersantes o acarreadores de las bacterias y dispositivos para una aplicación adecuada en el campo.
En la última década se ha generado una demanda creciente (>12% incremento anual) por lo que se conoce como inoculantes microbianos, es decir, conjuntos de microorganismos benéficos que puedan aplicarse directamente en los cultivos para mejorar los rendimientos. No obstante, el fututo del uso agrícola de las PGPRs depende de su aceptación como una nueva tecnología verde, que puede ser una alternativa más amigable con el ambiente y, en algunos casos, más económica que los agroquímicos y fertilizantes convencionales. Esto representa una ventana de oportunidad para que las PGPRs y otros microorganismos benéficos, se conviertan en las opciones de uso principal en las prácticas habituales de manejo dentro de la agricultura sustentable.
Pies de figuras
Fig 1. Los compuestos volátiles emitidos por bacterias promotoras del crecimiento vegetal sobre plántulas de Arabidopsis incrementan el número de raíces secundarias ayudando en la absorción de nutrientes. Fuente: foto tomada por Roberto Gamboa Becerra.I
Fig 2. Mecanismos indirectos a través de los cuales las bacterias promotoras de crecimiento vegetal (PGPRs) ayudan a las plantas a defenderse contra el ataque algunos fitopatógenos del suelo y el ambiente. Modificado de: https://doi.org/10.1515/opag-2020-0031.
Fig 3. Interacción entre las plantas y las rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal (PGPRs). Las bacterias obtienen de las plantas moléculas esenciales para su desarrollo y a su vez proporcionan a las plantas nutrientes, minerales y fitohormas que promueven el crecimiento vegetal. Es decir, establecen una interacción donde las plantas y las bacterias se benefician mutuamente (mutualismo). Modificado de: https://doi.org/10.5772/intechopen.87083.
De pequeños brincos a grandes saltos ¿Larvitas de moscas en fuga?
Andrea Birke
Red de Manejo Biorracional de Plagas y Vectores
Los insectos son el grupo más biodiverso del planeta con cerca de 3.5 [ ... ]
Leer más...Galería virtual de los paisajes de Veracruz
Elio Lagunes-Díaz, Griselda Benítez Badillo, Miguel Equihua Zamora, Luz Sánchez Landero
Se presenta una galería de realidad virtual de los ecosistemas [ ... ]
Leer más...Insectos en mar abierto
Daniel Reynoso-Velasco y Rodolfo Novelo-Gutiérrez
Red de Biodiversidad y Sistemática
A pesar de que los insectos son el grupo más exitoso del planeta y están presentes en [ ... ]
Leer más...De bobos, actinos, islas y tesoros ocultos
Noemi Matías1, Teresa González2, Juan E. Martínez1, Oscar Téllez2 y Salvador Rodríguez2
Isla Clarión, en el Archipiélago de Revillagigedo, alberga [ ... ]
Leer más...Caballitos del diablo joya: los Calopterygidae
José Antonio Gómez Anaya y Rodolfo Novelo Gutiérrez
Red de Biodiversidad y Sistemática
Los caballitos del diablo joya, miembros de la familia Calopterygidae, [ ... ]
Leer más...Superhéroes ocultos en las plantas
Yely Gabriela Rodríguez Mina1, Frédérique Reverchon2, José Antonio Guerrero Analco3
Los hongos que viven al interior de las plantas pueden ocasionar, de manera [ ... ]
Leer más...Tillandsia ionantha, una especie mexicana, no brasileña
Juan José Ancona, Juan Pablo Pinzón, Patricia Hernández-Ledesma, Samuel Cruz-Esteban
Tillandsia ionantha fue descrita hace 169 años; desde [ ... ]
Leer más...Búhos en la ciudad: aliados imprescindibles para la sociedad
Miguel San Martín y Rafael Villegas Patraca
USPAE
Aunque no lo parezca, los búhos cumplen un papel importante en el control de plagas [ ... ]
Leer más...¡Hay que florecer donde fuimos plantados!
Karina M. Grajales Tam
Camino rumbo a la escuela, con la cabeza agachada, buscando monedas, billetes o algún tesoro perdido, pero solo encuentro restos de [ ... ]
Leer más...Desparasita a tu perro y cuida tú salud
Karla L. Tapia-Fierro y Andrés M. López
Red de Biología y Conservación de Vertebrados
Desparasita a tu perro continuamente para cuidar su salud y la de [ ... ]
Leer más...Dengue ¿cómo y quién lo transmite? métodos alternativos de control
Mireysi Torres Carrera, Luis Arturo Ibarra Juárez y Nicolaza Pariona Mendoza
Red de Estudios Moleculares Avanzados
El Dengue [ ... ]
Leer más...Contando y midiendo las costas
M. Luisa Martínez
Red de Ecología Funcional
Las costas representan una estrecha franja en el mundo y en México, pero son el hogar del 40% de la población mundial, [ ... ]
Leer más...Beneficios de los hongos del suelo en la producción agrícola:
Hongos solubilizadores de fósforo y micorrícicos arbusculares
Rosa María Arias Mota y Gabriela Heredia Abarca
El estudio de la agricultura [ ... ]
Leer más...Bacterias benéficas frente a la contaminación por metales pesados
Jaqueline de Jesús Jiménez Jiménez y Randy Ortiz Castro
Red de Estudios Moleculares Avanzados
La contaminación por metales pesados [ ... ]
Leer más...Papas agroecológicas, una solución a la contaminación
Gloria Carrión, Damaris Desgarennes y J. Francisco Castillo Esparza
Red de Biodiversidad y Sistemática
El uso de productos biológicos para [ ... ]
Leer más...Carbono en humedales urbanos de montaña
María Elizabeth Hernández Alarcón y María Leticia Monge González
Red de Manejo Biotecnológico de Recursos
El cambio climático es causado por las emisiones [ ... ]
Leer más...En la cuerda floja: el cableado eléctrico y la fauna silvestre
Ana Luisa Gómez Sánchez1, Juan José Barrios Gutiérrez1, Carlos Daniel Pinacho Pinacho2, Sonia Gallina-Tessaro3, Andrés M. López-Pérez3
Actualmente [ ... ]
Leer más...Mensajes invisibles: la comunicación química de los insectos
Patricia Romero Arellano y Viridiana Vega Badillo
Los semioquímicos son un conjunto de sustancias químicas que transmiten información [ ... ]
Leer más...¿Quién fue el naturalista oficial del H.M.S. Beagle?
Alejandro Espinosa de los Monteros
Biología Evolutiva
Para conmemorar los 215 años del natalicio de Darwin, recuento una serie de sucesos que [ ... ]
Leer más...Xicotli data: acciones de ciencia abierta en pro de los polinizadores nativos
Equipo “Xicotli data”*
La crisis de la polinización no sólo se debe a los efectos negativos que tienen las acciones [ ... ]
Leer más...Cuando la luna se come al sol
José G. García-Franco
Red Ecología Funcional
Los eclipses han maravillado al hombre desde la antigüedad. Eran considerados presagios de calamidades. Actualmente los [ ... ]
Leer más...Sismicidad en México
Alexandro Medina Chena, Laura Alejandra Barradas Sánchez y Rafael Villegas Patraca
USPAE
Desde el centro de la Tierra hasta su superficie, hay una distancia promedio de 6371 [ ... ]
Leer más...Helecho espada, invasor del Trópico Americano
Salvador Gonzalez de León, Claudio Mota Vargas, Cristian Pinzón y Oscar Briones
Un helecho asiático se ha dispersado por América en especial en los [ ... ]
Leer más...Genes de resistencia a los antibióticos
Antonio Acini Vásquez-Aguilar
Red de biología evolutiva
La resistencia a los antibióticos es un problema salud pública global y es resultado del uso inadecuado [ ... ]
Leer más...Agua embotellada ¿qué tan pura es?
Fabiola López Barrera, Robert Manson y Jorge Córdova Nieto
¿Qué hay en una botella de plástico con agua? Estudios recientes muestran que contienen micro y [ ... ]
Leer más...La historia natural de las plántulas
Jorge González Astorga
Las plántulas son el resultado inmediato de la germinación, siendo la etapa del ciclo de vida que contiene el potencial para el desarrollo [ ... ]
Leer más...Las visitas guiadas: historias plantásticas en un jardín botánico
Orlik Gómez García
Las visitas guiadas a los jardines botánicos recrean los conocimientos científicos y los expresan de manera [ ... ]
Leer más...Tradición y ciencia: el uso de plantas con propiedades medicinales
Erika Valencia-Mejía, Juan L. Monribot-Villanueva, José A. Guerrero-Analco, Abraham Vidal-Limón
Red de Estudios Moleculares Avanzados
Históricamente, [ ... ]
Leer más...Huracanes ¿cómo disminuir su impacto?
Sonia Morán-Rodríguez, A. Emmanuel Zúñiga-Tovar y Raymundo Dávalos-Sotelo
Huracanes, daños, población expuesta
La magnitud de los daños y pérdidas [ ... ]
Leer más...Paso a pasito, ¡me estreso poquito!
Carolina Valdespino, Sergio Albino, Sonia Gallina y Alberto González
Red de Biología y Conservación de Vertebrados
Además de permitir la comparación del efecto [ ... ]
Leer más...Usando el sol para reducir el daño a mangos por moscas de la fruta
Larissa Guillén y Martín Aluja
Describimos cómo aprovechando la luz solar se puede disminuir el ataque de un insecto a los valiosos [ ... ]
Leer más...El Chichimoco: especie emblemática que “ya casi no se ve”
Luis M. García Feria
En 1971, la Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (UNESCO) desarrolló [ ... ]
Leer más...Registros de grisón (Galictis vittata) en fincas cafetaleras de Veracruz, ¿buena noticia para todos?
José Luis Torres-Aguilar, Armando Contreras-Hernández y Carolina Álvarez-Peredo
Red de Ambiente [ ... ]
Leer más...Las Ascidias, del subfilo urocordados
Alberto Rísquez Valdepeña
Las ascidias (conocidos también como Tunicados) son un grupo de animales marinos pertenecientes al filo Chordata (Cordados), que también [ ... ]
Leer más...Strepsiptera: el octavo orden
Gerardo Quintos-Andrade; Jorge E. Valenzuela González
Los estrepsípteros son un grupo de insectos parásitos, con un modo de vida que pareciera salido de algún relato [ ... ]
Leer más...Anestesia: garantía en procedimientos con peces
Adriana García Vásquez
Red de Biología Evolutiva
¿Sabías que en los peces al igual que en los humanos se usan anestésicos para diferentes procedimientos? [ ... ]
Leer más...La ciencia y la protección civil
Francisco Mendoza Fernández
En cualquier parte donde ocurre algún evento catastrófico, donde se percibe una condición de peligro inminente, o se alerta de algún [ ... ]
Leer más...¿Por qué no “vemos” las plantas?
Josué Román Vázquez1 y Brenda Yudith Bedolla García2
La ceguera vegetal es un problema biológico-social que pone énfasis en nuestro aparente desinterés [ ... ]
Leer más...Explorando la naturaleza a través del deporte
Guillermo López Escalera Argueta
Oficina de comunicación
¿Alguna vez te has preguntado cómo la práctica de deportes en la naturaleza ha influido [ ... ]
Leer más...Cambios en la capacidad de los paisajes cafetaleros para conservar la biodiversidad
Robert H. Manson1, Vinicio Sosa Fernández1 y Carlos Cerdán Cabrera2
La capacidad de albergar la biodiversidad [ ... ]
Leer más...