Las bacterias beneficiosas de la rizosfera, el futuro de la agricultura

En esta entrada del blog voy a explicar un tema del cual soy especialista, las bacterias beneficiosas del suelo de vida libre (es decir, están alrededor de la raíz, NO dentro de ella, No son endófitas), que se denominan “Rizobacterias Promotoras del Crecimiento de las Plantas” (PGPR, de su acrónimo en inglés Plant Growth Promoting Rhizobacteria) (Kloepper et al., 1989). Dentro de las PGPR encontramos bacterias pertenecientes a un gran número de géneros bacterianos como Azotobacter, Acetobacter, Azospirillum, Burkholderia, Pseudomonas y Bacillus.

Este tipo de bacterias se han investigado principalmente con el objetivo de conocer los mecanismos que hacen que sean tan beneficiosas para las plantas, y de esta manera potenciarlos y poder utilizarlos para desarrollar biofertilizantes y biopesticidas que sustituyan las compuestos químicos (tan peligrosos para el medio ambiente). Estos mecanismos son los que paso a explicar a continuación:

Mecanismos de acción de las PGPR

Los mecanismos por los que las PGPR ejercen sus efectos se pueden dividir en dos: directos o indirectos (Ramos-Solano et al., 2008), dependiendo de la implicación de la planta, según se describe a continuación:

Mecanismos indirectos

En los mecanismos de acción indirectos, la estimulación del crecimiento no requiere la participación de la planta, la bacteria libera alguna sustancia, llamada metabolito, que a su vez, afecta a otros factores de la rizosfera (como pH o competencia con otras bacterias patógenas) que revierten en una mejora o estimulación del crecimiento de la planta. Podemos diferenciar distintos tipos de mecanismos indirectos:

• Producción de sustancias movilizadoras de nutrientes, como ácidos orgánicos o aminoácidos.
• Producción de sideróforos. Los sideróforos secretados por las PGPR quelan el hierro del suelo que está en formas no asimilables. De esta forma ya es asimilable para la planta, mejorando su nutrición.
• Control de patógenos edáficos por antagonismos o competencias, mediante la síntesis de moléculas antifúngicas y antibióticos.
• Hidrólisis de moléculas producidas por patógenos.
• Síntesis de enzimas hidrolíticas de pared fúngica.
• Competencia por nutrientes y nichos ecológicos.

Mejora del establecimiento de la simbiosis con rizobios o con micorrizas. También se incluyen en este grupo los microorganismos capaces de mineralizar de forma eficaz la materia orgánica poniendo a disposición de la planta nutrientes y los microorganismos fijadores de nitrógeno de vida libre.

En la imagen se puede ver un Azospirillum brasilense ,famosa bacteria PGPR, marcada por una proteina fluorescente, en la rizosfera de trigo (tomada por mi mismo en los laboratorios del IRD (Montpellier, Francia).

Mecanismos directos

Son aquellos en los que el microorganismo produce un metabolito que por sí mismo es capaz de modificar la fisiología de la planta y por tanto, implica la modificación del metabolismo de la planta. De forma resumida, los mecanismos de acción directa más conocidos son:

• Fijación de nitrógeno simbiótica.
• Producción de reguladores de crecimiento.
• Inhibición de síntesis de etileno.
• Asociación simbiótica con hongos micorizogénicos.
• Inducción de Resistencia Sistémica.

Dentro del grupo de mecanismos directos, es de especial relevancia la capacidad de inducción de Resistencia Sistémica en la planta con un gran potencial de aplicación en biopesticidas, ya que se podrían considerar como "vacunas vegetales" y a que preparan a la planta para la próxima llegada de un patógeno.

Todos estos mecanismos de acción de las PGPR son los que pequeñas y grandes empresas biotecnológicas están investigando hoy en día para desarrollar nuevos biofertilizantes y biopesticidas por . Éstos se consideran el futuro de la agricultura ya que sustituyen el uso de fertilizantes y pesticidas químicos tóxicos para el medio ambiente y para nuestra salud, por bacterias naturales del suelo (es decir, no modificadas en absoluto, simplemente seleccionadas entre las más beneficiosas para las plantas).

(Este texto es un fragmento actualizado de mi tesis doctoral, cualquiera que esté interesado en el tema, no tiene más que escribirme y le puedo enviar más información).