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R-169

ID:

Ómicas para la bioprospección de microorganismos rizosféricos

Sergio de los Santos Villalobos

La demanda actual de alimentos ha conducido al uso de sistemas de producción agrícola no sostenibles. Las interacciones entre microorganismos y plantas contribuyen a diversos procesos ecosistémicos, i.e. descomposición de la materia orgánica, ciclaje de nutrientes, la producción de biomasa vegetal, la estructura y fertilidad del suelo, entre otros. De esta manera, la aplicación de microorganismos promotores de crecimiento vegetal (MPCV) a cultivos agrícolas ha demostrado ser eficiente y sostenible. Así, la bioprospección de este grupo de microorganismos es de vital importancia, lo cual ha sido impulsado por el uso de las ciencias ómicas enfocadas a la afiliación taxonómica de los MPCV, el estudio de sus mecanismos de acción y su comportamiento ecológico, lo cual es determinante para la bioformulación de inoculantes microbianos de siguiente generación. De esta manera, las colecciones microbianas tienen un papel importante para la caracterización, clasificación, preservación y transferencia de este grupo de microorganismos. La Colección de Microorganismos Edáficos y Endófitos Nativos (COLMENA) (www.itson.mx/colmena) se ha especializado en la identificación y caracterización de cepas microbianas con capacidades metabólicas relacionadas con la promoción del crecimiento vegetal y el control biológico de fitopatógenos. Por ejemplo, la aplicación de técnicas ómicas permitió la bioprospección de la cepa TE3T como endófita del cultivo de trigo, en el Valle del Yaqui, México. En 2019, se identificó que esta cepa como un agente de control biológico promisorio contra Bipolaris sorokiniana. Posteriormente, el estudio polifacético permitió identificar esta cepa como una nueva especie del genero Bacillus, nombrada Bacillus cabrialesii. Además, con base en la minería de su genoma y estudios metabolómicos, se elucidó su mecanismo de control biológico, el cual se centra en la producción de un complejo de lipopéptidos homólogos a la surfactina y fengicina. Actualmente, se están desarrollando estudios transcriptómicos para conocer la regulación génica involucrada en la producción de los lipopéptidos responsables de la bioactividad de esta cepa. Hasta el momento, se ha detectado la regulación de >1800 genes en la fase exponencial de crecimiento y > 2200 genes en la fase estacionaria, asociados a la capacidad de control biológico de la cepa TE3T. Así, la aplicación integral de las ciencias ómicas es una estrategia promisoria para el diseño e innovación de inoculantes microbianos bioseguros, eficientes y costo-efectivos, para incrementar la competitividad agrícola global. 

Palabras clave:

Biocontrol, Inoculantes microbianos, Bacillus, Seguridad alimentaria

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