Breve Resumen
Carlos Rodríguez explica cómo la inhibición microbiana puede utilizarse como estrategia de control biológico de fitopatógenos. Destaca la importancia de mantener y fortalecer las relaciones microbianas en el suelo para la salud de las plantas y la necesidad de producir alimentos de manera sostenible.
- Las plantas se comunican con los microorganismos para obtener ayuda en situaciones de estrés.
- La diversidad microbiana es clave para la salud de las plantas.
- Los microorganismos antagonistas pueden suprimir el crecimiento de fitopatógenos.
Introducción
Armenia Velázquez presenta a Carlos Rodríguez, un apasionado de la vida del suelo y la ciencia, quien compartirá su experiencia sobre la inhibición microbiana como estrategia de control biológico de fitopatógenos. Carlos agradece la invitación y destaca la importancia de compartir el conocimiento para marcar la diferencia. Se subraya la experiencia de Carlos en microbiología aplicada, microbiología humana y microbiología del suelo, integrando estos conocimientos en el manejo y regeneración de agroecosistemas bajo el concepto de "una sola salud".
La Integración de la Salud y la Comunicación de las Plantas
Carlos explica que la salud está integrada desde los ecosistemas primitivos hasta los agroecosistemas modernos, incluyendo la salud humana y animal. Las plantas se comunican emitiendo moléculas volátiles, como terpenos, para transmitir información importante. Es crucial transmitir a las nuevas generaciones la importancia de esta integración y cómo las plantas dependen de un microbioma compuesto por bacterias beneficiosas.
El Deber de Mantener las Relaciones Microbianas
El deber es mantener y fortalecer las relaciones microbianas preexistentes, mimetizando los ecosistemas naturales e incorporando microorganismos nativos o exógenos. Esto permite una buena comunicación en el suelo, esencial para la producción agrícola y la seguridad alimentaria. La ruptura de este equilibrio, debido a prácticas agrícolas agresivas, disminuye las poblaciones microbianas y afecta la salud de las plantas.
El Grito de Ayuda de las Plantas
Las plantas emiten un "grito de ayuda" cuando están bajo estrés abiótico o biótico, comunicándose con los microorganismos que han reclutado a lo largo del tiempo. Solicitan la síntesis de moléculas como prolina para resistir la pérdida de agua o moléculas de control como ciclopéptidos y lipopéptidos para combatir patógenos. Los manejos agrícolas inadecuados impiden esta comunicación, deteriorando la salud y productividad de las plantas.
Relaciones Simbióticas y Microorganismos Eficaces
Las poblaciones microbianas establecen relaciones simbióticas, y es crucial seleccionar microorganismos con mayor eficiencia para los ecosistemas agrícolas. Se deben mantener poblaciones óptimas de microorganismos eficaces, con una maquinaria enzimática diferenciada y capacidad para desplazar patógenos. No basta con tener microorganismos en el suelo; deben ser eficientes en la disponibilidad de nutrientes y el control de patógenos.
El Concepto de Antagonismo Microbiano
Todos los microorganismos tienen una función antagonista, buscando frenar ataques, aunque algunos tienen mayor capacidad evolutiva para el control. Es preferible un microorganismo con múltiples habilidades para responder a diversas condiciones de estrés. Un antagonista suprime el crecimiento de otros microorganismos mediante compuestos antimicrobianos, competencia por recursos o ataque directo.
Mecanismos de Antagonismo Microbiano
Los cinco mecanismos principales por los cuales se puede clasificar un microorganismo como antagonista son: la competencia por un nicho ecológico, mecanismos de control directo, la antibiosis, la secreción de enzimas y la estimulación de la respuesta en la planta. El microorganismo debe adaptarse al ecosistema, resistir la presión de otros microorganismos y de la planta, y generar mecanismos de control directo mediante reconocimiento quimiotáctico y secreción de enzimas.
Diversidad Microbiana en Ecosistemas Naturales y Agrícolas
Los ecosistemas naturales son más ricos en poblaciones microbianas que los sistemas agrícolas. Los sistemas agrícolas tienen una baja diversidad microbiana debido al uso de químicos, monocultivo y falta de rotación de cultivos. Es necesario aplicar microorganismos para compensar esta falta de diversidad, pero es crucial entender la sinergia entre especies de microorganismos para evitar desequilibrios en la microbiota.
Sinergia entre Microorganismos y la Importancia de un Microbioma Fortalecido
La sinergia entre especies de microorganismos, incluso de diferentes reinos, puede exacerbar el daño a las plantas. Un microbioma fortalecido, ya sea por la aplicación de microorganismos exógenos o por enmiendas orgánicas, es esencial para resistir el desplazamiento por microorganismos más competitivos. Se destaca el ejemplo de Burkholderia que se une a Fusarium para aumentar la producción de toxinas.
Inoculación de Microorganismos y la Selección de Cepas Eficaces
Es crucial inocular microorganismos validados y eficaces, no solo microorganismos nativos. La selección de cepas adecuadas es un proceso largo y delicado. No es suficiente multiplicar cualquier microorganismo; deben tener características diferenciadas y capacidad de adaptación. Se critica la práctica de "cazar" microorganismos de ambientes naturales sin una validación adecuada.
La Importancia de la Validación y el Soporte Técnico
Se enfatiza la necesidad de validar los microorganismos antes de su aplicación, ya que no todos los microorganismos verdes son Trichoderma beneficiosos. Los Bacillus pueden perder sus funciones tras pases sucesivos de multiplicación debido al silenciamiento de genes. Es fundamental contar con el soporte de biólogos y microbiólogos para garantizar la mejor estrategia de incorporación de microorganismos.
Mantenimiento de Poblaciones Microbianas y el Ejemplo del Trichoderma
La estrategia es mantener la aplicación de microorganismos en campo de forma continua, tanto preventiva como curativa. Un estudio en España demostró que la aplicación de Trichoderma mejora la disponibilidad de nutrientes y genera comunicaciones interreinos, incrementando la diversidad microbiana. Se destaca la importancia de estimular la diversidad microbiana para lograr objetivos en el ecosistema.
Compuestos Volátiles y el Antagonismo Natural
Un estudio demostró que tanto patógenos como benéficos sintetizan moléculas que estimulan el crecimiento de la planta en las primeras etapas. No se debe eliminar al 100% un patógeno, a menos que sea de declaración obligatoria. Los microorganismos deben competir por los recursos para sentirse en casa y beneficiar a la planta.
Colonización Microbiana y Quimiotaxis
La colonización microbiana es un mecanismo de antagonismo donde los microorganismos compiten por el nicho ecológico. Tras la aplicación, se produce quimiotaxis, donde las moléculas de señalización permiten el reconocimiento. El microorganismo debe resistir las condiciones ambientales y la microbiota existente para lograr el anclaje.
Quorum Sensing y la Formación de Biofilm
Tras el anclaje, se produce el quorum sensing, donde las bacterias se comunican mediante moléculas de señalización para atraer microorganismos con características similares y fortalecer el biofilm. El biofilm protege a la planta y al microorganismo del ataque químico, mantiene reservas y permite el intercambio de ADN. Se recomienda buscar microorganismos con alta capacidad de producir biofilm.
El Papel del Trichoderma y Bacillus en la Colonización
Se recomienda el uso de Trichoderma por su doble propósito: mejorar la disponibilidad de nutrientes y actuar como antagonista. Tanto Trichoderma como Bacillus deben aplicarse a nivel rizosférico y foliar para colonizar toda la estructura de la planta. Se deben aplicar en la noche o temprano en la mañana, en conjunto con coadyuvantes compatibles.
Antibiosis Microbiana y la Importancia de los Lipopéptidos
La antibiosis es un mecanismo donde los microorganismos generan moléculas que afectan a los fitopatógenos. Bacillus produce lipopéptidos como surfactina, fengicina y turrina, que desordenan la membrana del fitopatógeno. El efecto de estos lipopéptidos depende de la longitud de su cadena y la composición de la membrana del fitopatógeno.
Nuevos Lipopéptidos y la Rotación de Especies de Bacillus
Existen otros lipopéptidos como curstaquina, maltacina y polimixina, que también tienen comportamientos similares. Se destaca la importancia de conocer al microorganismo y sus capacidades, como la síntesis de polimixina. Se recomienda rotar las especies de Bacillus para generar diversidad y expresar nuevas moléculas.
La Necesidad de Azúcares para la Activación de Enzimas en Bacillus
Bacillus necesita glucosa para activar maquinarias enzimáticas. La ausencia de azúcares puede inactivar enzimas esenciales para la síntesis de lipopéptidos. Se destaca la importancia de que cada cepa de Bacillus sintetice lipopéptidos específicos para el control de fitopatógenos.
Metabolitos y la Resistencia de Fitopatógenos
Se presentan diferentes tipos de metabolitos producidos por cepas de Bacillus y su función en el control de fitopatógenos. Los fitopatógenos pueden desarrollar resistencia a los lipopéptidos mediante la síntesis de lípidos en su bicapa. Es crucial controlar la dosis de microorganismos para evitar esta resistencia.
Síntesis de Glucanas y Quitinas
La síntesis de glucanas y quitinas es un mecanismo de defensa de los fitopatógenos. La aplicación de Bacillus amyloliquefaciens puede estimular la síntesis de triptófano en la planta, que a su vez ayuda al Bacillus a sintetizar ácido acético. La planta también puede cortar la síntesis de rafinosa para evitar que Fusarium se alimente.
Cepas de Bacillus y su Efecto en Postcosecha
Cada cepa de Bacillus tiene un comportamiento diferente y sintetiza moléculas específicas con un efecto directo en postcosecha. Es importante utilizar diferentes tipos de cepas para el control de diferentes grupos de microorganismos.
Acción Directa del Trichoderma
El Trichoderma reconoce al fitopatógeno mediante quimiotropismo y produce un cambio a nivel genético para generar moléculas de control. El Trichoderma envuelve y enrolla al fitopatógeno, sintetizando enzimas para degradarlo. Este proceso también activa una respuesta en la planta.
Mecanismos de Señalización y la Acumulación de Moléculas
Existen diversos mecanismos de señalización entre el Trichoderma y el fitopatógeno. Los fitopatógenos pueden acumular quitina y betaglucanos para resistir el ataque. Es crucial escoger microorganismos adecuados y con una buena concentración.
Estrategias de Inoculación Microbiana y Resultados en Campo
Existen diversas estrategias de inoculación microbiana que se pueden utilizar en diferentes momentos y lugares. Se deben seleccionar microorganismos con características de corregir el estrés abiótico. Se presentan resultados tras la aplicación de microorganismos en cultivo de arándano, mostrando diferencias radicales en campo.
Conclusión y Reflexiones Finales
Se destaca la importancia de aplicar microorganismos y saber aplicarlos. El campo y la planta son los principales indicadores de la estrategia. El control biológico es diferente del control químico y requiere observación, sentido común y evaluación. Se enfatiza la importancia del diagnóstico del suelo y la necesidad de promover la regeneración y la vida en el suelo.
