Hay una bacteria en mí: microorganismos endófitos

Publicado por Nieves Rodriguez Sánchez de Molina en

¿Alguna vez te has parado a pensar si los demás seres vivos tienen una microbiota? ¿Sabías que gracias a ella las plantas pueden conseguir una barrera de protección contra, por ejemplo, diferentes patógenos?

Comencemos por el principio: los microorganismos (beneficiosos o no) se encuentran en la gran mayoría de superficies y suelos, podríamos decir que están en casi cualquier parte. Cuando acaban dentro de los seres vivos pueden llegar a hacer simbiosis con ellos, (si consiguen sobrevivir) convirtiéndose así en su microbiota.

Esta microbiota tiene un papel muy relevante, proporcionando por ejemplo nutrientes que no se pueden incorporar de otra forma (o que se incorporan en menor medida).1 También evita que se desarrollen otros microorganismos patógenos, mediante la competencia o síntesis de compuestos con función antifúngica y/o antimicrobiana.2

En los seres humanos, la microbiota se empezó a descubrir a principios del siglo pasado, cuando el profesor Elie Metchnikoff, ganador del Premio Nobel de Fisiología y Medicina en 1908, realizó una investigación donde se comprobaba que el consumo de yogur estaba relacionado con beneficios para la salud gracias a los Lactobacillus que contiene.1,3

Sin embargo, en los demás seres vivos la microbiota también está presente y en el caso de las plantas desempeña múltiples y valiosas funciones.

Existen diferentes tipos de microorganismos endófitos, entre los que se encuentran aquellos considerados promotores del crecimiento de las plantas (PGPM). Los PGPM colonizan los alrededores de las raíces, mejorando el crecimiento y desarrollo de ésta. Lo consiguen mediante diversos mecanismos, como la producción de ácido 3-indol acético (IAA), la solubilización de fosfato, la actividad de 1-aminociclopropano-1-ácido carboxílico (ACC) deaminasa, NH3 y la producción de sideróforos.2,4

MecanismoFunción
Producción de IAAIAA es una hormona vegetal que favorece el crecimiento.
Solubilización de fosfatoPermiten a la planta absorber los fosfatos que hay en el suelo.
Actividad ACC deaminasaReduce el exceso de producción de etileno, mejorando así las condiciones morfológicas de las plantas hospedantes.
Producción de sideróforosAumenta la biodisponibilidad del hierro en el suelo, haciéndolo accesible para la planta
Tabla 1: Algunas funciones de los microorganismos endófitos.

El etileno en las plantas es una hormona vegetal que favorece la maduración de los frutos, crecimiento de la planta y desarrollo del ciclo de las hojas. Determinadas situaciones de estrés biótico o abiótico activan la biosíntesis de este compuesto y una alta concentración de éste en la planta provoca daños irreversibles en diferentes partes, como las hojas.4

Según algunos autores6,7 , otra parte de la microbiota de la planta puede estar más centrada en diferentes mecanismos como:

  • Producción de antibióticos que impidan el desarrollo de los patógenos (antibiosis).
  • Producción de enzimas que degradan la pared celular de los patógenos.
  • Inducción de la respuesta de defensa de la planta hospedadora mediante algunos metabolitos.
  • Realizar una competencia con fitopatógenos para obtener nutrientes y espacio dentro del huésped. 
  • Producción de metabolitos secundarios con propiedades de interés, como antimicrobianos, insecticidas, antioxidantes, anticancerígenas, etc.

La simbiosis entre la planta huésped y su microbioma hace que todo funcione en un perfecto equilibrio para que ninguna de las partes muera y sea lo más resiliente posible a los cambios en las condiciones ambientales y/o biológicas. Por este hecho, los microorganismos endófitos se están utilizando para mejorar el crecimiento y el desarrollo de las plantas tanto en condiciones normales como en condiciones de estrés biótico y abiótico.8,9,10

Está claro que todavía hay mucho que investigar sobre los mecanismos en los que participan los microorganismos endófitos pero, junto con las plantas transgénicas, podrían solventar los problemas de adaptación medioambiental que están sufriendo los cultivos alimentarios actualmente. Un obstáculo en el que, sin duda, la biotecnología tiene mucho que aportar.

Bibliografía:

1 McFarland, L. V. (2015). From yaks to yogurt: The history, development, and current use of probiotics. PubMed. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25922406/

2 Kumar, A., Singh, S., Mukherjee, A., Rastogi, R. P., & Verma, J. P. (2021). Salt-tolerant plant growth-promoting Bacillus pumilus strain JPVS11 to enhance plant growth attributes of rice and improve soil health under salinity stress. Microbiological Research, 242, 126616. https://doi.org/10.1016/J.MICRES.2020.126616

3 Trachoo, N. (2002). Yogurt: The fermented milk. 24(4), 11.

4 Singh, S., Ghadge, V. A., Kumar, P., Mathew, D. E., Dhimmar, A., Sahastrabudhe, H., Nalli, Y., Rathod, M. R., & Shinde, P. B. (2021). Biodiversity and antimicrobial potential of bacterial endophytes from halophyte Salicornia brachiata. Antonie van Leeuwenhoek, 114(5), 591-608. https://doi.org/10.1007/s10482-021-01544-4

Lin, Z., Zhong, S., & Grierson, D. (2009). Recent advances in ethylene research. Journal of Experimental Botany, 60(12), 3311-3336. https://doi.org/10.1093/jxb/erp204

6 Rana, K. L., Kour, D., Kaur, T., Devi, R., Yadav, A. N., Yadav, N., Dhaliwal, H. S., & Saxena, A. K. (2020). Endophytic microbes: Biodiversity, plant growth-promoting mechanisms and potential applications for agricultural sustainability. Antonie Van Leeuwenhoek, 113(8), 1075-1107. https://doi.org/10.1007/s10482-020-01429-y

7 Zheng, Y.-K., Qiao, X.-G., Miao, C.-P., Liu, K., Chen, Y.-W., Xu, L.-H., & Zhao, L.-X. (2016). Diversity, distribution and biotechnological potential of endophytic fungi. Annals of Microbiology, 66(2), 529-542. https://doi.org/10.1007/s13213-015-1153-7

8 Etesami, H., & Glick, B. R. (2020). Halotolerant plant growth–promoting bacteria: Prospects for alleviating salinity stress in plants. Environmental and Experimental Botany, 178, 104124. https://doi.org/10.1016/J.ENVEXPBOT.2020.104124

9 Ferreira, M. J., Cunha, A., Figueiredo, S., Faustino, P., Patinha, C., Silva, H., & Sierra-Garcia, I. N. (2021). The Root Microbiome of Salicornia ramosissima as a Seedbank for Plant-Growth Promoting Halotolerant Bacteria. Applied Sciences, 11(5), Art. 5. https://doi.org/10.3390/app11052233

10 Yamamoto, K., Shiwa, Y., Ishige, T., Sakamoto, H., Tanaka, K., Uchino, M., Tanaka, N., Oguri, S., Saitoh, H., & Tsushima, S. (2018). Bacterial Diversity Associated With the Rhizosphere and Endosphere of Two Halophytes: Glaux maritima and Salicornia europaea. Frontiers in Microbiology, 9. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2018.02878


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