Bacillus spp.; perspectiva de su efecto …

1 177 ART CULO DE REVISI NBacillus spp.; perspectiva de su efecto biocontrolador mediante antibiosis en cultivos afectadospor fitopat genosCristian Layton1, Edna Maldonado1, Luisa Monroy1 Lucia Constanza Corrales2, Ligia Consuelo S nchez21. Estudiantes de Bacteriolog a2. Docentes investigadoras Universidad Colegio Mayor de Cundinamarca. Bogot , : 01/09/2011 Aceptado: 10/11/2011 Correspondencia: presente estudio documental eval a el efecto biocontrolador del g nero Bacillus sp contra hongos fitopat genos de plantas, particularmente, a trav s de relaciones antag nicas inductoras de muerte celular en t rminos inminentemente naturales. Fusarium oxysporum se encuentra muy relacionado con casos de marchitez vascular y pudrici n de ra z en variedad de plantas, obstrucci n de los vasos que permiten la circulaci n vegetal hasta causar amarillamiento de las hojas por imposibilidad en el transporte de nutrientes, causal de grandes p rdidas econ micas en el campo agr cola nacional.

2 Se han establecido varios mecanismos para controlar este hongo micelial dentro de las que se encuentran el uso extensivo y variable de agroqu micos y pesticidas, pr ctica que por sus efectos nocivos con el medio ambiente se ha comenzado a reemplazar por empleo de especies del g nero Bacillus . La acci n biocontroladora de este g nero bacteriano esta mediada por su perfil bioqu mico ya que son productores de m ltiples metabolitos biol gicamente activos, en el caso de Bacillus subtilis de Iturin A y fengycin y en Bacillus brevis de gramicidina S (1-5) son capaces de inhibir el desarrollo y crecimiento normal de otros microorganismos, lo que sugiere su utilizaci n para el biocontrol de plagas en aras al fortalecimiento de los actuales est ndares de calidad en los procesos Clave: Bacillus sp, Fusarium oxysporum, biocontrolador, genes, spp.

3 ; perspective biocontrol through antibiosis effect on crops affected by phytopathogenicsThis desktop study evaluates the effect of the genus Bacillus sp biocontrol against plant pathogenic fungi, particularly by inducing antagonistic relations of cell death in terms natural imminently. Fusarium oxysporum is closely related to cases of vascular wilt androot rot in a variety of plants, obstruction of the vessels that circulate plant to cause yellowing of leaves due to the impossibility in the transport of nutrients, major cause of economic losses national agricultural field. Several mechanisms have been established to control this fungus mycelium within which are variable and extensive use of agrochemicals and pesticides, a practice which by its harmful BASILLUS SPP.

4 ; perspectiva DE SU efecto BIOCONTROLADOR MEDIANTE ANTIBIOSIS EN CULTIVOS AFECTADOS POR FITOPAT GENOS. : 177 - 187 NOVA - PUBLICACI N CIENT FICA EN CIENCIAS BIOM DICAS - ISSN:1794-2470 A O - No. 15 - JULIO - DICIEMBRE DE 2011: 113 - 214178effects to the environmenthas begun to replace the use of Bacillus spp. The action of this bacterial genus biocontrol is mediated by its biochemical profile since they are producing multiple biologically active metabolites in the case of Bacillus subtilis fengycin Iturin A and Bacillus brevis and gramicidin S (1-5) are capable of inhibiting development and normal growth of other microorganisms, suggesting its use for biocontrol of pests in order tostrengthen the existing quality standards in environmental processes. Keywords: Bacillus sp, Fusarium oxysporum, biocontrol, genes, n celular: un proceso en constante cambioDesde la d cada de los cuarenta se han descrito los mecanismos en los que se interrelacionan varios tipos de microorganismos caracterizados por propiedades intr nsecas variables pero que tienen como com n denominador la supervivencia y la sostenibilidad de su especie, bien sea garantiz ndola a trav s de la competencia con otros microorganismos por nutrientes comunes mediante procesos de adaptaci n en relaciones intra e interespecificas y en caso contrario en interacciones donde hay predominio de uno de esos microorganismos y la desaparici n de los otros en un ambiente especifico: denominado relaciones antag nicas.

5 Hecho que ha llevado a profundizar en su estudio para facilitar el proceso de eliminaci n de microorganismos que no son deseables bajo el principio de control de plagas y fitopat genos con otros agentes biol gicos. (6, 7, 8).Por otra parte, la estructura morfol gica de la c lula bacteriana ha sido estudiada a lo largo de la historia desde diversas perspectivas que han establecido su indudable funcionalidad en el mantenimiento de los procesos metab licos y de comunicaci n celular as como de las funciones vitales de nutrici n, respiraci n celular y expresi n g nica. En este orden de ideas, el continuo an lisis de los cambios celulares que surgen durante los procesos de adaptaci n a otros microambientes ha llevado a dimensionar los mecanismos a trav s de los cuales los canales mecano sensitivos representan un rol fundamental en la preservaci n de la ultraestructura bacteriana, por ejemplo cuando se desarrollan dos microorganismos con acci n antag nica en un mismo ambiente (9).

6 Estudios experimentales recientes indican dos nuevos elementos que han sido adicionados como mecanismos de adaptaci n, uno de los cuales es universal y otro de distribuci n m s limitada. El primero fue el descubrimiento de los canales mecano sensitivos que abren r pidamente produciendo largas cavidades en la membrana citoplasm tica que en respuesta incrementa la tensi n en la membrana celular y el segundo el concepto de la pared celular como una estructura din mica, la cual sufre cambios durante la adaptaci n al estr s (9).Ahora bien, se puede partir de los cambios que surgen a nivel de adaptaci n para entender los procesos que debe asimilar la c lula bacteriana desde el estimulo y reconocimiento de otro microorganismo hasta las acciones ejecutadas seg n sea el caso y que en este espec ficamente representa el censo a trav s de se ales propias del sistema de comunicaci n celular bacteriana que activan los factores de expresi n g nica y lo que representa- transcripci n, replicaci n y traducci n de se ales que finalmente van a generar la producci n de polip ptidos con acci n antimicrobiana (9).

7 Bacillus spp: generalidadesEl g nero Bacillus , pertenece a la familia Bacillaceae, una de las familias bacterianas con mayor actividad bioqu mica referenciada en la literatura cient fica que abarca tanto su utilizaci n dentro de las actuales pol ticas de control biol gico como el uso de los productos de su metabolismo para la bacilos aerobios y anaerobios facultativos, gram positivos, producen endosporas con morfolog a oval o cil ndrica que le permite resistir condiciones desfavorables en el ambiente, son m viles por la 179presencia de flagelos laterales, son catalasa positiva, presentando hem lisis variable y un crecimiento activo en un rango de pH entre - La propagaci n activa del microorganismo se produce en medios que presentan superficie h meda.

8 Las c lulas en crecimiento no se propagan f cilmente en medios l quidos. Estos microorganismos por lo general crecen bien en agar sangre, produciendo colonias blanquecinas, grandes, extendidas e de las especies m s representativas de este g nero con propiedades de antagonismo celular contra fitopat genos encontramos a Bacillus brevis y Bacillus subtilis. El metabolismo de B. subtilis es predominantemente respiratorio, siendo el ox geno el aceptor terminal de electrones, por tanto en presencia de oxigeno resulta abundante crecimiento con la formaci n de 2,3-butanodiol, aceto na y CO2 (gas carb nico) como productos principales. En ambientes con reducci n de ox geno se puede evidenciar crecimiento y fermentaci n d bil en medios que contengan glucosa, por otra parte el comportamiento bioqu mico de B.

9 Brevis no relacionado con su poder biocontrolador esta caracterizado por ser amilasa negativo, case na negativo, gelatinasa positiva, indol negativo, Voges Proskauer negativo y la mayor a utilizadores de otra parte, son microorganismos ampliamente distribuidos en el ambiente que suelen encontrarse en el suelo, agua dulce y salada, materia vegetal en descomposici n, desiertos y la Ant rtida. Igualmente B. subtilis se ha aislado en alimentos, incluidas las especias, cacao, legumbres, semillas, y pan. Se encuen-tra principalmente en suelos agr colas, ra ces de las plantas y en el tracto gastrointestinal de los animales. En diferentes aislamientos se ha evidenciado la pres-encia de cepas con actividad biocontroladora sobre pat genos de plantas (10), adem s poseen un alto poder de adaptaci n a diversos ambientes mediante la formaci n de endosporas; estructuras resistentes frente a la falta de nutrientes y situaciones adversas.

10 Las esporas poseen la capacidad de diseminarse en el aire, por tanto pueden migrar grandes distancias y ser ubicuas en el medio ambiente hasta encontrar las condiciones ptimas para su crecimiento (10), Figuras 1 y n biocontroladora: metabolitos voracesSe considera mecanismo de biocontrol al uso del conjunto de reacciones metab licas, bioqu micas, mec nicas y/o f sicas que de manera natural se desar-rollan articulada o individualmente y desencadenan la inhibici n de la expresi n de un microorganismo pat geno por parte de otro en un ambiente deter-minado con el fin de lograr la eliminaci n parcial o total de este sin emplear agentes qu micos que causen efectos acci n biocontroladora de Bacillus brevis y Bacillus subtilis esta mediada por la producci n de metabolitos antibi ticos capaces de actuar sobre microorganismos de diversa etiolog a; la antibiosis.