Bacterias termófilas para la agricultura: pequeñas, resistentes e increíbles
Las bacterias, microscópicos seres vivos, simples a nuestro juicio e imperceptibles ante nuestros ojos, pero que guardan una serie de características asombrosas; estos microorganismos, si bien viven entre nosotros, también lo hacen cómodamente en lugares en los que no podríamos imaginarnos. Se han encontrado bacterias capaces de vivir en ambientes de altas temperaturas >45 °C (termófilos) y >80 °C (extremófilas), de bajas temperaturas <10 °C (psicrófilos), en ambientes ácidos (acidófilos) y en medios con alta salinidad (halófilos), entre otros. En esta ocasión, nos enfocaremos en las bacterias termófilas o termoestables, las cuales se pueden encontrar en hábitats como aguas termales, zonas desérticas, zonas volcánicas y compostas (Oliart-Ros et al., 2016).
Figura 1. Microscopia electrónica de barrido (MEB) del aislado bacteriano BSMX03.
Actualmente se ha demostrado que diversas especies bacterianas son capaces de reducir el crecimiento de múltiples fitopatógenos; es decir, organismos que causan daños en las plantas, los cuales afectan la producción de los alimentos que consumimos. El control biológico se ha llevado a la aplicación en campo con bacterias del género Bacillus como Bacillus subtilis, Bacillus thuringiensis y Bacillus amyloliquefaciens, por mencionar algunas.
El control biológico utiliza organismos vivos para controlar diversas enfermedades en las plantas con el fin de reducir el uso de productos químicos que se ha demostrado que afectan al medio ambiente y la salud humana (Hassaan y El Nemr, 2020; Hirooka e Ishii, 2013; Serrano y Galindo, 2007).
Figura 2. Imagen ilustrativa de una zona desértica.
Muchas de estas bacterias se encuentran de manera natural en el suelo y una vez que detectan las raíces de las plantas, deciden vivir dentro de ellas en una relación sana, ya que, por un lado, la planta les brinda alimento y un lugar para establecerse y, por otro lado, las bacterias le proporcionan múltiples beneficios a las plantas; en primer lugar las defienden contra el ataque de diversos organismos fitopatógenos por la capacidad que tienen de producir compuestos antimicrobianos conocidos como metabolitos secundarios. Otra cualidad de estas bacterias es ayudar a las plantas a crecer más grandes y fuertes, ya que les permite absorber los nutrientes del suelo de una manera más simple; además, algunas de las moléculas que producen las bacterias le ayudan a la planta para estar más alerta ante el ataque de fitopatógenos para que inicie sus propios mecanismos de defensa, lo cual es conocido como resistencia sistémica inducida /RSI (Andrić et al., 2020; Sasse et al., 2018).
Figura 3. Moléculas involucradas en la comunicación entre Bacillus y las plantas (Tsotetsi et al., 2022).
Bacterias termoestables: ¿una alternativa ante el cambio climático?
Si bien se han mencionado múltiples cualidades positivas de las bacterias para su uso en control biológico, también es una realidad que son seres vivos a los que pueden afectar diversos factores ambientales que son difíciles de controlar, como lo es la temperatura, la cual ha aumentado a través de los años, situación derivada del cambio climático, una problemática que afecta a nivel mundial.
Figura 4. Temperatura máxima promedio en septiembre 2024 (Conagua y SMN, 2024).
La Organización Meteorológica Mundial (OMM) reportó que los últimos diez años (2015-2024) han sido los más cálidos de los que se tiene registro, donde cada año supera al anterior; en este sentido, el año 2024 se posicionó como el año más cálido registrado a nivel mundial, y en el caso particular del estado de Sinaloa, se reportó una temperatura máxima de 49.5 °C por el Servicio Meteorológico Nacional (SMN).
Esto resulta alarmante por muchas cuestiones: sin embargo, enfocándonos en el control de enfermedades en plantas a través de bacterias, la mayoría de las especies utilizadas con este fin son mesófilas, lo cual quiere decir que se desarrollan en un rango de temperatura que va de los 25 °C a los 45 °C, aunque muchas de estas bacterias llegan a presentar temperaturas óptimas alrededor de los 30 °C; esto es, que a temperaturas superiores no se desarrollan de manera adecuada, lo cual contrasta con las temperaturas reportadas actualmente (Gebremariam et al., 2021; Jiménez et al., 2018; Villarreal et al., 2018).
Un equipo del Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo (CIAD) observó a las bacterias termófilas como una opción de proyección para aplicarlas en el control de enfermedades de plantas, tomando en cuenta su capacidad desarrollarse bajo altas temperaturas.
En este contexto, se lograron aislar bacterias termófilas a partir de suelo desértico (Vizcaíno, B. C. S), para lo cual las muestras se sometieron a un tratamiento térmico a 100 °C por 10 min en una autoclave. Posteriormente se purificaron las bacterias presentes en la muestra y se obtuvieron siete cepas bacterianas, de las cuales tres (BSMX01, BSMX03 y BSMX05) mostraron inhibiciones del 20 % hasta ≥80% contra Agroathelia rolfsii, un hongo fitopatógeno que afecta a las plantas, causando pudrición de raíces y base del tallo, principalmente y que después induce un marchitamiento e incluso la muerte de la o las plantas enfermas.
Figura 5. Esquema metodológico para la diferenciación de bacterias termófilas
Además, mostraron inhibiciones del 30 % por compuestos orgánicos volátiles (VOC). Asimismo, se demostró que las tres bacterias producen quitinasas, células y proteasas, tres enzimas extracelulares que le confieren actividad antifúngica y son capaces de colonizar tejido vegetal. Finalmente, la identificación molecular se realizó por PCR tiempo real, utilizando regiones del gen 16S y rpoB. El análisis permitió identificar a los aislados bacterianos como pertenecientes a la especie de Bacillus velezensis (BSMX01 Y BSMX03) y Bacillus spizizenii (BSMX05).
Los resultados obtenidos brindan la oportunidad de implementar las cepas aisladas como eficientes ACB para controlar enfermedades fúngicas en plantas.
Figura 6. Aislados bacterianos BSMX01, BSMX03 y BSMX05 en confrontación directa con Agroathelia rolfsii.
Referencias
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CITACIÓN SUGERIDA
Sánchez Oronia L. F. et al (2025, 19 septiembre).Bacterias termófilas para la agricultura: pequeñas, resistentes e increíbles. Oficina de Prensa. Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo (CIAD). https://www.ciad.mx/bacterias-termofilas-para-la-agricultura-pequenas-resistentes-e-increibles/↗
Autoras(es): Luisa Fernanda Sánchez Oronia y María Magdalena Rivera Salas, estudiantes del Doctorado en Ciencias del CIAD; Raymundo Saúl García Estrada, Isabel Cruz Lachica, Juan Manuel Tovar Pedraza e Isidro Márquez Zequera, académicos(as) del CIAD.
