Análisis del endobacterioma asociado a Rubus ulmifolius Schott, evaluación del potencial antifúngico del volatiloma bacteriano vinculado y estudio de la influencia de cepas de los géneros Arthrobacter y Rhizobium en la variación de la expresión génica relacionada con la tolerancia al estrés oxidativo en el modelo in vivo Caenorhabditis elegans

Abstract

[ES]La población humana está en constante crecimiento y, a partir de la Revolución Industrial, experimentó un incremento exponencial descontrolado. La agricultura es la base de la alimentación humana y, para satisfacer la continua demanda de alimentos, ha tenido que evolucionar y mejorar para conseguir cultivos más eficientes. Los fertilizantes y pesticidas químicos son dos de los factores más importantes en la agricultura que aportan los nutrientes necesarios a los cultivos y los protegen de las enfermedades. El uso de los fertilizantes y de los pesticidas ha ido en aumento desde su incorporación a la agricultura. Entre el año 2000 y el 2021, el consumo mundial de fertilizantes aumentó en un 144,3%, mientras que el consumo de los pesticidas aumentó en un 162,3%. En la actualidad, se han descrito una serie de consecuencias negativas relacionadas con la salud ambiental y la humana, derivadas del uso excesivo de los compuestos agroquímicos. El exceso de estos productos que no son absorbidos por las plantas, son acumulados en los suelos. Estos, ya sea por la lluvia, la erosión del suelo, el riego o la infiltración, acaban en las aguas subterráneas y los acuíferos, lo que altera las características fisicoquímicas del agua y la contamina. Además, el uso excesivo de los pesticidas químicos ha dado lugar a la aparición de cepas de microorganismos fitopatógenos resistentes a estos compuestos, los cuales acaban perdiendo su efectividad y capacidad de control. Por esta razón, en los últimos años, las diferentes legislaciones gubernamentales y supragubernamentales se han vuelto más estrictas con respecto al uso de este tipo de compuestos químicos, por lo que es necesaria la búsqueda de alternativas más sostenibles. Una de las alternativas propuestas es el uso de bioestimulantes o biopesticidas. Por un lado, los bioestimulantes son compuestos formulados en base a microorganismos PGP (Plant Growth Promotion) que poseen diferentes mecanismos de acción que inducen el crecimiento vegetal. Por otro lado, los biopesticidas son formulados en base a microorganismos que poseen actividad antagonista frente a algún fitopatógeno, ya sea porque lo combaten o porque previenen la infección. La mayoría de estos microorganismos con interés agronómico utilizados para estos fines provienen o bien de los suelos, ya que están relacionados con la fertilidad y la productividad del suelo; o bien del interior de los tejidos vegetales, pues son organismos capaces de establecer relaciones ás estrechas con las plantas que los microorganismos edáficos. En este sentido, tanto los microorganismos edáficos como los que habitan en el interior de las plantas, llamados endófitos, pueden tener un rol activo en el mantenimiento de los sistemas agrícolas. El estudio de estos microorganismos y de sus interacciones con las plantas puede abrir nuevas puertas al desarrollo de nuevos bioestimulantes o biopesticidas. Los microorganismos del suelo desempeñan funciones que son esenciales para el mantenimiento de los ecosistemas. Además, inducen el crecimiento de las plantas y mejoran la salud vegetal, por lo que son considerados como un importante recurso para el mantenimiento de la sostenibilidad en los sistemas agrícola. La interacción entre las plantas y los microorganismos del suelo no es unidireccional, ya que las plantas también influyen en la microbiota edáfica. En este sentido, diversos estudios apoyan la teoría de que las plantas reclutan a microorganismos específicos mediante la liberación de exudados, que las ayudan en la adquisición de nutrientes y la mitigación de estreses tanto bióticos como abióticos. Estos microorganismos pueden colonizar los tejidos de la planta y establecerse en su interior, pasando a ser considerados microorganismos endófitos, los cuales ahora conforman el microbioma de la planta. Este conjunto de microorganismos está involucrado en el mantenimiento del estado de la salud y la nutrición óptima de la planta. El origen de los microorganismos que interaccionan con las plantas es diverso. La mayoría son reclutados a partir del suelo circundante, y conforman la microbiota rizosférica de la planta, mientras que otros provienen del ambiente aéreo y tienen una influencia determinante sobre la microbiota filosférica, en la superficie de los tejidos vegetales. Tanto los microorganismos que conforman la rizosfera como los que conforman la filosfera pueden acabar colonizando el interior de las plantas y así establecerse en la endosfera. Para ello, deben de atravesar y de penetrar los tejidos vegetales. Las estimaciones indican que el suelo rizosférico es el contribuyente mayoritario de la microbiota endófita de las plantas,contribuyendo con más de dos tercios de la diversidad bacteriana y la fúngica. Además, la composición de los ambientes endofíticos es diversa, variando no solo entre las plantas sino también entre los compartimentos de un mismo individuo. Dado que estos microorganismos están intrínsecamente ligados a la planta, es probable que muchos de ellos posean mecanismos beneficiosos para las plantas. Sin embargo, muchas de estas funciones siguen sin estar caracterizadas. Las nuevas técnicas de secuenciación masiva evitan algunas de las limitaciones asociadas al cultivo de microorganismos ya que permiten analizar toda la comunidad, incluidas las células que están inactivas. Estos microorganismos pueden contar con diferentes mecanismos que sirvan para el desarrollo de bioestimulantes o biopesticidas. Por un lado, los bioestimulantes cuentan con mecanismos de promoción del crecimiento vegetal, que facilitan la adquisición de nutrientes como el nitrógeno, el fósforo, el potasio o el hierro o intervienen en la regulación hormonal de la planta. Por otro lado, los biopesticidas cuentan con mecanismos de protección frente a patógenos, como la producción de moléculas antibióticas o la inducción de la resistencia sistémica en la planta.