17 June, 2021 Revista Digital sobre Patentes, Marcas y Propiedad Intelectual

Microorganismos para reemplazar pesticidas en agricultura

Santiago de Querétaro, Querétaro.  (Agencia Informativa Conacyt).- Desde el 2008, la Universidad Autónoma de Querétaro (UAQ), a través de la Facultad de Química, ha trabajado con microorganismos naturales que promueven el crecimiento de las plantas y que además les permiten adquirir nuevas capacidades de resistencia contra enfermedades, les ayudan a sintetizar la mayor cantidad de hormonas para su desarrollo, así como una mayor absorción de nitrógeno (N) y fósforo (P).

En entrevista con la Agencia Informativa Conacyt, el coordinador de la carrera de químico agrícola, de la Facultad de Química de la UAQ, Juan Ramiro Pacheco Aguilar, explicó que esta investigación aplicada ha permitido la caracterización y diseño de microorganismos que juegan el papel de antibióticos en las plantas, lo que se convierte en una opción natural para disminuir el uso de pesticidas en cultivos de plantas u hortalizas para consumo humano.

Agencia Informativa Conacyt (AIC): ¿Cómo surge la iniciativa para el desarrollo de esta investigación?

Juan Ramiro Pacheco Aguilar (JRPA): Ese tipo de microorganismos existe en todas las especies; un ejemplo podrían ser los cultivos lácticos que nos suelen recomendar los médicos. Lo mismo puede ocurrir con las plantas que también de manera natural obtienen la microflora que encuentra dentro del suelo.

En ese tiempo tuvimos un proyecto apoyado por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) que nos fue aprobado para el estado de Querétaro. El objetivo era generar estudios sobre el tema y obtener una colección de microorganismos. Son algo interesante porque son aislados y se obtienen tanto de campos agrícolas como de zonas desérticas.

Botrytis cinerea

Esta enfermedad, también conocida como moho gris, provoca la necrosis que se identifica por un entretejido fino gris (micelio) que se propaga generando una rápida marchitez en las plantas o frutos. Por las condiciones de humedad que requiere para su desarrollo, es común encontrarlo en cultivos o incluso en los refrigeradores que almacenan frutos o legumbres.

La mayor extensión territorial en el país es desértica, no tenemos agua, es una realidad, aunque hay tiempos en los cuales se avecinan torrenciales y aumenta la precipitación, la mayor parte del año estamos es sequía. Hay regiones de México que son así. Nosotros identificamos que las plantas que subsisten allí no solo se adaptan a las condiciones fisiológicas, sino que también han desarrollado una asociación con esos microorganismos.

AIC: ¿Cuál fue el siguiente paso tras identificar estos microorganismos?

JRPA: Nos dimos a la tarea de buscar microorganismos que se encontraran en cactáceas que le estuvieran ayudando a la planta a subsistir ante las condiciones no solamente climáticas sino también respecto a los suelos, que no tienen mucha fertilidad. Ya tenemos una colección de microorganismos los cuales empezamos a probar sobre plantas, en este caso de jitomate (Solanum lycopersicum) y pimiento (Capsicum annuum). Obtuvimos una muy buena respuesta.

Una colega, con quien estudié en la Unidad Irapuato del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav), la doctora Rocío Velázquez Robledo, que actualmente se encuentra en Sinaloa a cargo de un laboratorio de investigación para la empresa Quimia, que produce exactamente todo tipo de productos biológicos, me comentó que buscara entre los mismos microorganismos si existía una forma de que estos pudieran producir antibióticos.

AIC: ¿A qué se refiere con el concepto de antibióticos?

JRPA: Los microorganismos nacen con múltiples funciones; y cuando nosotros empezamos a investigar, identificamos que tienen esa bondad de mejorar el crecimiento de las plantas y, además, producir antibióticos con la finalidad de poder establecerse en el suelo dentro de la raíz y de alguna manera abrirse terreno, colonizar espacios como una forma de supervivencia.

Con la doctora Velázquez Robledo, establecimos un equipo de trabajo y solicitamos fondos a través del programa de Proyectos en Red Orientados a la Innovación (Proinnova) del Conacyt, para identificar las cepas y saber qué sustancias son las que se producen. Al respecto ya se obtuvo un producto llamado Bacillus subtilis (Bs) (…) el cual va dirigido, principalmente, al cultivo de jitomate en contra de la marchitez que se genera a través de hongos.

frasco0416 2AIC: ¿Por qué particularmente en el jitomate?

JRPA: El jitomate se siembra en todo el mundo. México produce más de 2.4 millones de toneladas anuales y se cree en este caso que por pérdidas de enfermedades hasta 60 por ciento del producto puede disminuir. Aparte de que se pierde, la planta puede dar de manera raquítica menor producción y a veces los frutos no son de buena calidad.

Nosotros encontramos que se podía producir un tipo de antibióticos llamados lipopéptidos, que son moléculas orgánicas de naturaleza aminoacídica, que son muy resistentes a la temperatura y medio ambiente. Estos compuestos como antibióticos surgen como una alternativa de los pesticidas.

De hecho, ese hongo que causa la infección puede ser controlado con pesticidas químicos; sin embargo, como sabemos, existe la parte de la toxicidad para la gente que consume el producto. Nosotros diseñamos esta alternativa elaborada con bacilos para el control de este padecimiento y otros conocidos como el Botrytis cinerea, un hongo que además afecta otros frutos como la uva (Vitis vinifera) y la fresa (Fragaria).

AIC: En ese sentido, ¿qué otras ventajas se obtienen de utilizar este tipo de antibióticos en los cultivos?

JRPA: Una de las grandes ventajas que tiene la utilización de productos biológicos, a diferencia de los pesticidas, es la prevención de enfermedades en las plantas. Estamos acostumbrados a aplicar los pesticidas y acabar con las plagas. Sin embargo, los tratamientos biológicos implican algo más preventivo, tener una salud previa del cultivo, adelantarnos a la enfermedad. De hecho, funcionan más lento porque tienen que adaptarse al microorganismo y ser parte de la ecología microbiana, pero los resultados a mediano y largo plazo son más efectivos.

Esto implica ser más previsores respecto a las temporadas en las que se sugiere cultivar, las condiciones como temperatura, lluvia y humedad, tanto en clima frío como en la época de calor. Yo creo que ser previsores ayuda muchísimo y este producto se debe aplicar desde la semilla, para que cuando aparezca la enfermedad los microorganismos comiencen a producir los compuestos para eliminarlo.

Estamos buscando que estas bacterias como tales formen parte de la microflora y que puedan defender la planta para mejorar su producción. Lo que hemos encontrado en esas sustancia es que son estables. Uno podría pensar que los pesticidas también lo son pero existe el aspecto de la toxicidad.

La diferencia entre un compuesto sintético y uno natural es que este último, por sí mismo, puede realizar procesos biológicos o bioquímicos de degradación a través del tiempo. En los resultados que hemos tenido a nivel de laboratorio, hemos podido controlar más de 10 hongos diferentes que son perjudiciales para la agricultura.

AUTOR: Israel Pérez Valencia

FUENTE: AGENCIA INFORMATIVA CONACYT

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