Sobrevivir en mundos salados es el nombre del nuevo proyecto que vamos a llevar a cabo en nuestras clases a lo largo de los próximos meses en nuestras clases de biología y que hoy hemos comenzado. Auspiciado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas dentro de la iniciativa Cuenta la Ciencia, es una de las actividades que engloba CAOS (Ciencias agrarias on-line en secundaria) un conjunto de proyectos dirigidos desde la Estación Experimental del Zaidín. De nuevo contaremos con la dirección de Manuel Espinosa, nuestro científico de cabecera durante los últimos cursos.
La alta concentración de sales en el suelo es muy nociva tanto para las plantas como para el resto de los seres vivos. Es una consecuencia más del calentamiento global que está empobreciendo los suelos e indirectamente haciendo que se pierda biodiversidad cuando se destruyen tierras vírgenes para dedicarlas al cultivo. Manuel Espinosa nos ha hablado de las dos posibles soluciones. Una de ella es cultivar especies más tolerantes a las sales, obtenidas bien mediante cruces dirigidos y selección artificial o mediante la modificación genética o transgénesis. La otra posibilidad es usar microorganismos para proteger a las plantas de los efectos tóxicos de la abundancia de sales. Ejemplo de estos es la bacteria Pseudomonas stutzeri MJL19, aislada de la única planta que crece en los suelos salados de Salinas Grandes, una región de Argentina donde solo crece ese vegetal; esta bacteria es conocida nuestra y la hemos utilizado en nuestros proyectos sobre astrobiología.
Pero hablando de astrobiología, existen proyectos como Mars One, que plantean establecer colonias humanas en Marte. En ellas serían muy importantes los cultivos en suelos marcianos. En Marte, son muy abundantes los suelos de naturaleza volcánica; a valorar la posibilidad de cultivar plantas en suelos de esta naturaleza dedicamos nuestros trabajos de cuersos anteriores. Pero en Marte existen también otras zonas de naturaleza sedimentaria; estas se formaron en épocas muy antiguas en las que había agua líquida en la superficie del planeta rojo. Cuando esta se perdió, se originaron suelos con depósitos de sales. Así lo ha podido constatar el rover Curiosity en el cráter Gale. Entre aquellas se han detectado cloruro de sodio, sulfato de calcio y cloratos y percloratos, estos últimos muy tóxicos para los seres vivos pero con capacidad de originar salmueras, la única posibilidad de que en la actualidad haya agua líquida en Marte. Cultivar plantas en Marte puede requerir proteger a las plantas de sus efectos tóxicos.
Nuestro proyecto va a tener una doble vertiente. Por un lado tendremos que desarrollar una labor de investigación bibliográfica acerca de los efectos de las sales sobre las plantas, de cómo los microorganismos pueden protegerlas en ambientes salinos o de qué se conoce acerca de la composición salina de los suelos de Marte. Por otro lado desarrollaremos una fase experimental en la que comprobaremos el efecto de diversas sales sobre la germinación y el desarrollo de las plantas; las sales serán cloruro sódico, clorato potásico y sulfato de calcio. Las plantas serán maíz (Zea mays) y carilla (Vigna unguiculata). Valoraremos también el posible efecto protector de los microorganismos. Para ello seleccionaremos una bacteria de las que empleamos en nuestros proyectos anteriores sobre Marte. La imagen siguiente muestra la tolerancia de diversos microorganismos ante distintas concentraciones crecientes de clorato potásico.
En base a estos resultados previos y la información que podamos encontrar en la bibliografía sobre los efectos de estos microorganismos sobre el crecimiento y desarrollo de las plantas, justificaremos nuestra elección. De igual modo, ahora mismo estamos en la fase de definición del proyecto, por lo que también os pedimos vuestras aportaciones y así como propuestas y diseño de experimentos. Tenemos nuestro espacio para ello en los comentarios del blog. Y para acabar, una imagen de nuestros cultivos en suelo marciano simulado del proyecto anterior.
El pasado 11 de enero introducimos el tema del proyecto que vamos a llevar a cabo este año el cual se titula "Sobrevivir en mundos salados" este trata ,como su propio nombre indica, de cultivar una bacteria que sea tolerante a las altas concentraciones de sales , de utilizar microorganismos para proteger las plantas y observar el efecto de esto sobre la germinación y desarrollo de estas. En la gráfica se relaciona la concentración de clorato potásico con la densidad óptica del cultivo ( la cual medimos con un espectrofotómetro ) , de forma que observamos en Halomonas sp. que en una concentración 0,5M (más concentración de KClO3) quedan más bacterias que en el resto de muestras , lo que nos indica que la concentración del clorato potásico afecta menos a la vida de la bacteria al contrario de B.megaterium , a la cual le afecta mucho más . ¿Esto qué nos quiere decir? Que de las bacterias con las que hemos trabajado la que más nos interesa para el proyecto debido a que es más tolerante a las sales es Halomonas sp.
ResponderEliminarUn año más nos embarcamos en un nuevo proyecto en nuestras clases de biología. Este año nuestro objetivo es “ayudar” a ciertas plantas a sobrevivir en suelos salados. Para ello, primero necesitamos escoger una bacteria que pueda tolerar altas concentraciones salinas y que proteja a la planta de las mismas.
ResponderEliminarValorando los resultados que se adjuntan en la tabla, considero que las mejores candidatas son Halomonas sp y Pseudomonas putida, debido a que presentan la mayor tolerancia a las concentraciones de KClO3.
- Además, por un lado, Halomonas sp es una bacteria halotolerante que ha sido utilizada en previos experimentos relacionados con el crecimiento de las plantas en suelos con alta concentración salina y ha resultado tener bastante potencial biofertilizante.
https://www.researchgate.net/publication/337428504_EVALUACION_DEL_EFECTO_PROMOTOR_DE_CRECIMIENTO_VEGETAL_PGP_DE_BACTERIAS_HALOFILAS_EN_LA_GERMINACION_DE_SEMILLAS_DE_CHIA_BAJO_ESTRES_SALINO
- Por otro lado, Pseudomonas putida es una rizobacteria lo cual es importante para este proyecto y también es halotolerante. Así que creo que sería interesante observar su capacidad protectora.
En este documento observamos su efecto sobre el crecimiento del pimiento morrón.
https://www.researchgate.net/publication/323947834_Efecto_de_microcapsulas_de_Pseudomonas_putida_sobre_crecimiento_y_rendimiento_de_pimiento_morron
- Paula Duro.
Cómo se dice en la entrada de este blog, comenzamos un nuevo proyecto para tratar el problema de la salinización del suelo centrándonos en la solución de microorganismos para proteger a las plantas de los efectos tóxicos de la abundancia de sales. Además, lo vamos a relacionar con un proyecto que hicieron mis compañeros en cursos anteriores sobre cultivar plantas en suelo de Marte, ya que uno de los obstáculos para su crecimiento es la salinidad del suelo, a parte de la temperatura, la falta de O2, falta de materia orgánica, etc.
ResponderEliminarEl primer paso que vamos a llevar a cabo es elegir la bacteria que vamos a emplear en este proyecto.
Según la gráfica que muestra la tolerancia de diversos microorganismos ante distintas concentraciones crecientes de clorato potásico. Las más acertadas para empezar serían tres: Halomonas sp., Pseudomonas putida y Bacillus subtilis, ya que son las que presentan una mayor tolerancia.
Datos bibliográficos de estas tres bacterias:
- https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/handle/unal/72025/37278-162842-1-PB.pdf?sequence=2 : capacidad halotolerante de las Halomonas sp (productoras de AIA) por la interacción benéfica entre A. platensis y sus bacterias.
- http://aridociencia.mx/numeros/2015/vin1/articulo2.pdf : en el que se señala a las Halomonas sp como PGPR (plant growth promoting rhizobacteria) con la capacidad de producir AIA (una auxina) para contrarrestar el estrés salino.
- https://ri.conicet.gov.ar/bitstream/handle/11336/93461/CONICET_Digital_Nro.bf464247-316d-4cef-a0e4-fa70726d097b_A.pdf?sequence=2&isAllowed=y : trabajo donde se estudió la cepa Pseudomonas putida según su tolerancia a la salinidad y sus propiedades promotoras del crecimiento vegetal en condiciones in vitro tanto en presencia como en ausencia de salinidad (NaCl). En el que se afirma que “La inoculación de semillas de soja y maíz con esta cepa, favorece la germinación y promueve el crecimiento de plantas cultivadas en suelos salinos. No obstante, en suelos no salinos, el efecto PGPR en condiciones salinas de KT2440 no es significativo.”
- http://www.scielo.org.mx/scielo.php?pid=S2007-09342018000804223&script=sci_arttext : en el que se evalúa el efecto de la inoculación de microcápsulas y cultivo líquido de tres cepas de Pseudomonas putida sobre el crecimiento y rendimiento de pimiento morrón en invernadero.
- http://www.scielo.org.co/pdf/biote/v18n1/v18n1a07.pdf : en el que se concluye que la inoculación con Bacillus subtilis promueve el crecimiento de P. clandestinum bajo condiciones de estrés por salinidad.
La idea sería probar estas tres bacterias, las cuales hay experimentos previos y bibliografía que muestran que tienen un alto poder protector, en la germinación y según los resultados obtenidos elegir la que tiene un mayor poder para probarla en el crecimiento de las plantas.
Comenzamos una nueva investigación para poder colonizar Marte. Viajar a Marte supone un coste bastante alto y llevar grandes cantidades de comida lo aumentaría, por ello tenemos que encontrar un sistema de plantación que sea accesible.
ResponderEliminarUna de las ideas, es crear un propio huerto en las colonias. Para ello se debe tener en cuenta varios puntos como lo son la atmósfera o el terreno. En este proyecto estudiaremos el terreno y cómo hacerlo fértil.
Las condiciones de este suelo son las elevadas concentraciones de sales y para ello hemos planteado llevar bacterias que sean tolerantes a estas concentraciones y además, favorezcan el crecimiento.
Si observamos la tabla mostrada anteriormente y la analizamos, encontramos que dos candidatas perfectas para tolerar estas concentraciones son Halomonas sp y Pseudomonas putida.
Analizando cada una de ellas en la parte de favorecer el crecimiento de las plantas encontramos:
-Halomonas sp. Tienen un carácter promotor del crecimiento ya analizado en diferentes experimentos.
https://dialnet.unirioja.es/descarga/articulo/4194611.pdf
“Algunas especies de este género son pro- motoras de crecimiento vegetal (Islam, et al ., 2009). Halomonas sp. Ap-5 y en general el género, presentan como rasgo distintivo el carácter halotolerante y alca- lófilo, es habitual su hallazgo en muestras de agua con estas características.”
-Pseudomonas putida.
https://patents.google.com/patent/WO2017186990A1/es
“La Pseudomonas putida es una bacteria que vive en suelos y aguas, y en ocasiones también se puede encontrar viviendo en la rizosfera de las plantas (la zona del suelo alrededor de la raíz), con las que se asocia en relación simbiótica. En esta asociación mutualista, la planta proporciona nutrientes a la bacteria y ésta, a su vez, puede movilizar nutrientes para la planta o protegerla frente a patógenos y plagas.”
“Pseudomonas putida es un organismo promotor del crecimiento vegetal, y ha mostrado ser un organismo altamente eficiente para aumentar el crecimiento de las plantas e incrementar su tolerancia a otros microorganismos causantes de enfermedades.”
Comentario de Alejandro Ortiz Minaeva (primera parte).
ResponderEliminarEl título del proyecto engloba muy bien y resume excelentemente el tema del mismo, que por cierto, es muy interesante ya que, como comentas la salinidad nos da juego como para poder jugar en un terreno muy amplio, tan amplio que nos volvemos al querido planeta rojo.
Ahora sí, para elegir la bacteria que sea más adecuada, como bien dices, debemos fijarnos en los datos obtenidos del anterior proyecto de investigación en cuanto a la tolerancia que presentan las bacterias ( Bacillus megaterium , Bacillus subtilis, Escherichia coli, Halomonas sp. , Pseudomonas putidas y Pseudomonas stutzeri) a diferentes concentraciones de clorato potásico (0M,0.2M,0.5M). De los resultados de esta tabla podemos concluir diferentes cosas:
1.- En ausencia de clorato potásico, las bacterias que más abundan son Halomonas sp. con 1.745nm y Pseudomonas putida con 1.727nm. Aunque consta destacar que buscamos las bacterias que sufran menos cambio en su exposición al clorato potásico y no las que más abunden en ausencia de el. Por ahora no tenemos ningún dato concluyente.
2.- En presencia de un suelo con una concentración de KClO3 de 0.2M tenemos que:
Bacillus megaterium pasa de una cifra inicial de 1.530nm a 0.663nm ( dif[0M-0.2M] = 0.867nm)
Bacillus subtilis pasa de una cifra inicial de 1.572nm a 1.510nm ( dif[0M-0.2M] = 0.062nm)
Escherichia coli pasa de una cifra inicial de 1.535nm a 1.316nm ( dif[0M-0.2M] = 0.219nm)
Halomonas sp. pasa de una cifra inicial de 1.745nm a 1.661nm ( dif[0M-0.2M] = 0.084nm)
Pseudomonas putida pasa de una cifra inicial de 1.727nm a 1.683nm ( dif[0M-0.2M]= 0.044nm)
Pseudomonas stutzeri pasa de una cifra inicial de 1.575nm a 1.300nm ( dif[0M-0.2M] = 0,275nm)
Teniendo en cuenta la diferencia que hay entre el valor inicial de tolerancia a 0M con los valores de tolerancia a 0.2M podemos observar que las bacterias que sufren menos cambios son Bacillus subtitilis, Halomonas sp. y Pseudomonas putida. Por ahora concluimos que estas 3 bacterias no sufren cambios drásticos ante una concentración no muy alta de KClO3... aunque hay que ver como siguen comportándose con 0.5M
3.- En presencia de un suelo con una concentración de KClO3 de 0.5M tenemos que:
Bacillus megaterium pasa de una cifra 0.2M de 0.663nm a 0.055nm ( dif[0.2M-0.5M] =0.608nm)
Bacillus subtilis pasa de una cifra 0.2M de 1.510nm a 1.483nm ( dif[0.2M-0.5M] =0.027nm)
Escherichia coli pasa de una cifra 0.2M de 1.316nm a 0.785nm ( dif[0.2M-0.5M] =0.531nm)
Halomonas sp. pasa de una cifra 0.2M de 1.661nm a 1.649nm ( dif[0.2M-0.5M] =0.012nm)
Pseudomonas putida pasa de una cifra 0.2M de 1.683nm a 1.646nm ( dif[0.2M-0.5M] =0.037nm)
Pseudomonas stutzeri pasa de una cifra 0.2M de 1.300nm a 1.017nm ( dif[0.2M-0.5M] =0.283nm)
Tendiendo en cuenta la diferencia entre el valor de tolerancia a 0.2M con los valores de tolerancia a 0.5M podemos observar que las bacterias que sufren menos cambios siguen siendo Bacillus subtilis, Halomonas sp. y Pseudomonas putida. Ya con estas dos comparaciones pordemos dar un veredicto final para elegir nuestras candidatas más adecuadas para el proyecto, en la siguiente tabla podemos comparar las diferencias para verlo más claro:
Diferencia entre 0M y 0.2M Diferencia entre 0.2M y 0.5M
Bacillus megaterium 0.867nm 0.608nm
Bacillus subtilis 0.062nm 0.027nm
Escherichia coli 0.219nm 0.531nm
Halomonas sp. 0.084nm 0.012nm
Pseudomonas putida 0.044nm 0.037nm
Pseudomonas stutzeri 0.275nm 0.283nm
Comentario de Alejandro Ortiz Minaeva (segunda parte)
ResponderEliminarAdemás de poder diferenciar a los claros ganadores podemos insinuar y especular cual será el comportamiento de las bacterias ante el aumento de la salinidad :
Bacillus megaterium: no presenta casi tolerancia al KClO3
Bacillus subtilis: presenta una alta tolerancia al KClO3 que además se intensifica ante el aumento del KClO3
Escherichia coli: presenta una tolerancia (que va descendiendo) mayor a la de Bacillus megaterium ni se acerca a la tolerancia de sus competidoras
Halomonas sp. : presenta una tolerancia inicial muy bueno pero no la mejor pero ante la subida de la concentración a 0.5M es la que mejor tolera de sus compañeras
Pseudomonas putida : presenta una tolerancia excelente y muy regular y que da mucha base por donde poder empezar a trabajar debido a ello
Pseudomonas stutzeri: presenta una buena pero no excelente tolerancia y bastante equilibrada pero no lo suficiente para competir contra las demás
Ya tenemos la primera parte, ahora queda hacer una búsqueda bibliográfica de las bacterias más óptimas ( Pseudomonas putida, Bacillus subtilis y Halomonas sp. )
--Pseudomonas putida--
1.- Un articulo pone en relación la eficiencia y protección de la bacteria en plantas con la temperatura.
http://www.reibci.org/publicados/2017/feb/2100115.pdf
2.-En este estudio se demostró que las rizobacterias de P.putida estudiadas estimulan el crecimiento de las plantas, con mejor comportamiento en la interacción planta-bacteria las cepas de P. Putida AJ9, AJ14, AJ20 y AJ18.
http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S1010-27522009000200006&script=sci_arttext&tlng=en
3.- En este estudio se biofertilizó el pimiento morrón de variante “ California Wonder” con cepas de Pseudomonas putida (FA-8, FA-56 y FA-60 ) de forma individual y combinada más fertilización sintética en dosis reducida al 75%… la capacidad de las cepas rizobacterianas de la especie P. Putida como biofertilizantes capaces de promover el crecimiento vegetativo y rendimiento de fruto en plantas de pimiento morrón con un enfoque de producción agrícola sustentable y ecológicamente viable.
http://www.scielo.org.mx/scielo.php?pid=S0187-57792020000400583&script=sci_arttext&tlng=es
4.- Microflora de la rizósfera de soja en condiciones de alta salinidad: Aislamiento y estudio de cepas de Pseudomonas putida benéficas frente al estrés salino. Este artículo es el que más nos puede interesar ya que habla de salinidad y de nuestra bacteria. Las cepa que cita es la KT2440 y es la que a mi opinión deberíamos manejar en el proyecto.
https://ri.conicet.gov.ar/handle/11336/93461
--Bacillus Subtilis--
1.-Respuesta a la salinidad de plantas de Capsicum annuum L. inoculadas con Bacillus subtilis y hongos micorrícicos arbusculares
http://sedici.unlp.edu.ar/handle/10915/72777
2.- Bacillus subtilis mejora la tolerancia del maíz a la salinidad
https://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0103-84782018000800202&script=sci_arttext
– Halomonas sp. –
1.- propiedades promotoras del crecimiento vegetal de Halobacillus sp. Y Halomonas sp. en presencia de salinidad y metales pesados
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/jobm.201200778
2.- La tolerancia inducida por rizobacterias tolerantes a la sal en el trigo (Triticum aestivum) y la diversidad química en la rizosfera mejoran el crecimiento de las plantas
En este artículo se cita “Los aislados tolerantes a la sal de Bacillus pumilus , Pseudomonas mendocina , Arthrobacter sp., Halomonas sp. Y Nitrinicola lacisaponensis aislados de hábitats de alta salinidad exhibieron rasgos que promueven el crecimiento de las plantas ”
https://link.springer.com/article/10.1007/s00374-011-0598-5
ResponderEliminarComo bien constatamos en la tabla, existen 6 posibles microorganismos con los que podríamos llevar a cabo el experimento. Sin embargo, tres de ellos: Halomonas sp, Pseudomonas putida y Bacillus Subtilis, son los que destacan.
Para comprobar dicha afirmación he buscado una serie de argumentos bibliográficos para cada uno de los más adecuados a mi parecer.
-HALOMONAS SP:
1-informe: “Caracterización de bacterias halófilas aisladas de un sistema de tratamiento de lodos activados del terminal petrolífero Almirante Barroso Sao Paulo, Brasil”
En este informe se ahonda en la búsqueda de posibles organismos que puedan tolerar condiciones petrolíferas, dado a sus altas concentraciones salinas. Como resultado, se encontró que las Halomonas sp, entre otras, presentaban una alta tolerancia para crecer a niveles elevados de salinidad (9% NaCl).
2-infome: “Bacterias halotolerantes/alcalófilas productoras de ácido indol acético asociadas a Arthrospira Plantensis”.
En este informe, se expresa la investigación realizada con el fin de contribuir al conocimiento de la interacción entre las cianobacterias alcalófila Arthrospira Platensis y las bacterias que crecen asociadas a su mucilago. Aislaron 5 cepas bacterianas asociadas a un monocultivo de A. platensis en un medio de cultivo heterotrófico y se llegó a varias conclusiones. Una de ellas fue que todas las cepas bacterianas son halotolerantes, entre las que se encuentran las Halomonas sp.
-PSEUDOMONAS PUTIDA:
1-informe: “La inoculación de plantas de cítricos con Pseudomonas putida reduce la toxicidad de la elevada salinidad en el agua de riego”.
En este informe, se estudia la posible mitigación del daño provocado en determinados cultivos por la elevada salinidad, debida al Cambio Climático y a la reducción de la cantidad y calidad del agua disponible para el riego, gracias a algunas rizobacterias.
Se inocularon plantas de Citrus Macrophylla con Pseudomonas putida KT2440 y se mantuvieron 30 días en condiciones de estrés salino.
Las conclusiones de este experimento fueron que los niveles endógenos de las fitohormonas ácido ascítico y ácido salicílico después del período de estrés fueron menores en las plantas inoculadas. También, que P.putida inhibió la acumulación de prolina e iones Clen tejido radicular en condiciones de elevada salinidad. Así, se concluye con que P.putida permitió un mejor desarrollo de las plantas cultivadas con altos niveles de sal, planteando la posibilidad de la utilización de ella en programas de biofertilización en condiciones de estrés abiótico por la salinidad.
2-informe: “Microflora de la rizósfera de soja en condiciones de alta salinidad: Aislamiento y estudio de cepas de Pseudomonas putida benéficas frente al estrés salino”.
En este informe se detalla la investigación llevada a cabo para estudiar el gran desafío de la pérdida de lotes potencialmente productivos en la agricultura debido a las sales presentes en el suelo.
Se estudió la cepa Pseudomonas Putida KT2440. Se generaron bacterias mutantes de P.putida y se llegó a la conclusión de que mutantes de KT2440 en el gen lapA presentaron una gran tolerancia a la salinidad, mayor formación de EPS y promoción del crecimiento en soja y maíz en condiciones salinas. También, al estudiar cepas de P.putida NBRC 3 se comprobó que promovía el crecimiento de soja en suelo salino.
ANDREA RUIZ FERNÁNDEZ. 2 BACH-A
-BACILUS SUBTILUS:
ResponderEliminar1-informe: “Eficacia del Bacilus Subtilis para reducir la salinidad de los suelos del centro poblado de Quepepampa, Huaral-2018”
Para ello, se tomó una prueba de 29 kg de suelo, la cual se colocó en siete macetas donde se le agregó 4kg a cada uno, tres de ellos tratados con 3 gr Bacilus Subtilis, tres otros para el tratamiento con 6 gr de B.subtilis, diluidos con un litro de agua, y otra maceta más a la que sólo se le regaba con un litro de agua. Y de forma resultante, al analizar los suelos fuertemente salinos, se obtuvo el resultado de que el 2- tratamiento fue el más eficaz a la hora de reducción de sales en el suelo. (80.8% de eficacia). Este tratamiento fue el realizado con 6 gr de Bacillus Subtilis.
2-informe: “Bacillus subtilis inmovilizado en espumadas biodegradables para modificar respuestas al estrés salino en hortalizas”.
Dado que el estrés salino es el principal factor restrictivo de la producción de cultivos hortícolas, se realizó un experimento. Se estudió el comportamiento de la bacteria Bacillus Subtilis en distintas condiciones. Se concluyó observando la diferencia que provocó en la tolerancia de las plántulas al estrés inducido con NaCl. Se observó un incremento en la biomasa de las plántulas de tomate de los tratamientos inoculados con dicha bacteria, relacionado con la habilidad que tiene de aumentar la síntesis de especies activas de oxígeno, las cuales son señalizadores de las respuestas de defensa.
ANDREA RUIZ FERNÁNDEZ. 2 BACH-A.
La salinidad es un problema general que suele producirse en muchísimas tierras de cultivo que impiden la absorción de agua para los cultivos, pero también disminuir el crecimiento y rendimiento de las plantas que habitan en esos suelos.
ResponderEliminarUn equipo de investigación cita que "La pérdida de suelo agrícola continúa aumentando, lo que representa una amenaza muy real para muchos cultivos importantes" y es por ello que las investigaciones acerca de este tema han ido aumentando cada vez más con el paso del tiempo, debido a la importancia que supone.
Al observar la tabla podemos observar como hay tres bacterias en especial que pueden sobrevivir en ambientes salinos a gran escala, las cuales son: Halomonas SP, Pseudomonas Putida y Bacilus Subtilus.
En una investigación en la que sembraron semillas de alfalfa inoculada utilizaron la bacteria Bacilus,y se pudo observar como las plantas que estuvieron inoculadas por la bacteria aumentaron su peso ocho veces más que las que no lo fueron.
Link de información:
https://mundoagropecuario.com/los-cientificos-usan-bacterias-para-ayudar-a-las-plantas-a-crecer-en-suelos-salados/
Sin embargo, considero que la bacteria Bacilus se queda un poco atrás estadísticamente a las otras dos citadas, que parecen batallar por la mejor opción.
En esta investigación podemos conocer mucho sobre las Halomonas sp, que no solo destacan como una bacteria que sobreviva en terrenos salinos, si no en muchos ámbitos más:
https://www.researchgate.net/publication/24233815_Isolation_and_characterization_of_Halomonas_sp_strain_C2SS100_a_hydrocarbon-degrading_bacterium_under_hypersaline_conditions
Aunque también cabe destacar todos los efectos positivos que produce la Pseudomona Putida, como la protección de las plantas frente a suelos infectados por hondos o bacterias patógenas que produzcan enfermedades en las plantas, y por supuesto, su resistencia a suelos salinos.
Link de información:
https://controlbio.es/es/blog/c/92_pseudomonas-microorganismos-de-biocontrol-en-agricultura.html
Rodríguez Aristizabal Mónica Alejandra, Higuera Mora Nubia Carolina, Sanjuanelo Corredor Danny Wilson. Bacterias halófilas con potencial para la recuperación de suelos salinizados en Sáchica-Boyacá, Colombia. Rev. biol. trop [Internet]. 2019 June [cited 2021 Jan 20] ; 67( 3 ): 621-632. Available from: http://www.scielo.sa.cr/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0034-77442019000300621&lng=en. http://dx.doi.org/10.15517/rbt.v67i3.32942.
ResponderEliminarEs posible usar bacterias halófilas aisladas de ambientes salinos como una posible alternativa de rehabilitación de suelos salinizados para la producción agrícola y agropecuaria. En este estudio se evaluaron seis bacterias halófilas para determinar su potencial en la disminución de la conductividad eléctrica (Ce) de suelo moderadamente salino del municipio de Sáchica- Boyacá (Colombia). Las bacterias se aislaron en agar nutritivo con diferentes concentraciones de NaCl, luego fueron inoculadas en el suelo (3 kg puesto en materas) para realizar un bioensayo en invernadero durante 2 meses. Se realizaron dos fases, la primera hasta conseguir un valor de 2 ds/m (Ce) con el fin de sembrar plantas de tomate en la segunda fase. Se realizaron mediciones semanales de la (Ce) durante todo el bioensayo y solo en la fase 2 se determinaron semanalmente variables cualitativas de crecimiento de tomate (altura, número de hojas, área foliar, marchitez y clorosis). Los resultados mostraron un efecto directo de las bacterias halófilas en la disminución de la (Ce) del suelo, pasando de 5.2 a 0.8 ds/m (T1), 0.7 ds/m (T2), 0.8 ds/m (T3), 0.6 ds/m (T4), 0.7 ds/m (T5), 0.7 ds/m (T6), 3.0 ds/m (testigo), valores que corresponden a salinidad muy ligera (< 2 ds/m). En relación con las variables agronómicas, se evidenciaron mejoras en las características evaluadas en comparación con el testigo absoluto, sobre todo en altura y número de hojas de las plantas. Para el testigo absoluto se perdieron 80 % de las unidades experimentales, mientras que en el suelo con los diferentes tratamientos solo en algunos casos se perdió el 20 %. De acuerdo con esto, se evidencia que las bacterias halófilas utilizadas en esta investigación tienen potencial para la rehabilitación de suelos salinizados.
Torres Béjar, M. Comunicación intercelular bacteriana y su inhibición en ambientes salinos. Granada: Universidad de Granada, 2017. [http://hdl.handle.net/10481/48125]
ResponderEliminarLas enfermedades infecciosas bacterianas que afectan a la acuicultura constituyen un serio problema en todo el mundo y causan enormes pérdidas económicas en el sector. Para su prevención se han usado durante muchos años los antibióticos, lo que ha provocado la aparición de muchas resistencias y con ello, que los tratamientos no sean efectivos. Se ha demostrado que un gran número de especies patógenas bacterianas poseen sistemas de comunicación intercelular de tipo quorum sensing (QS) mediados por moléculas señal, con las que regulan distintas funciones celulares, entre las que se encuentran la producción de factores de virulencia. Debido a ello, hoy en día la alternativa más novedosa para tratar las enfermedades infecciosas en la acuicultura es la interrupción de los mecanismos QS de las bacterias patógenas. Entre las distintas estrategias que existen para interferir los sistemas QS se encuentra la degradación de las moléculas señal, lo que se conoce como quorum quenching (QQ).
En este estudio presentamos la selección y caracterización de cepas con actividad QQ a partir de dos colecciones de 146 y 450 aislados marinos procedentes de criaderos de peces y moluscos de Lugo y Granada. Las cepas de mayor actividad QQ han dado muy buenos resultados en ensayos in vivo en moluscos y corales frente a patógenos marinos cuyas moléculas señal han sido caracterizadas por primera vez y de forma paralela en este trabajo.
En esta tesis también se ha abordado la búsqueda de nuevas enzimas de QQ en suelos salinos utilizando técnicas de ecología molecular. Así, a partir de una librería metagenómica de un suelo salino constituida por 250.000 clones se ha identificado un único clon con capacidad de degradar moléculas señal. La caracterización genética y química de este clon ha permitido la identificación de una nueva clase de enzima QQ no relacionada con otros tipos de enzimas descritos previamente. Esta enzima ha sido probada in vivo frente a bacterias patógenas tanto del sector de la acuicultura como de la agricultura, y se han obtenido resultados muy prometedores. Se reivindica así la interferencia de la comunicación intercelular bacteriana como una estrategia eficaz para combatir las enfermedades en la acuicultura.
Zúñiga, O.; Osorio, J.C.; Cuero, R.; Peña, J.A. Evaluación de Tecnologías para la Recuperación de Suelos Degradados por Salinidad. Rev.Fac.Nal.Agr.Medellín 64(1): 5769-5779. 201. Url: http://www.scielo.org.co/pdf/rfnam/v64n1/a03v64n01.pdf
La presencia de salinidad y sodio en los suelos interfiere en el crecimiento adecuado de la mayoría de los cultivos y por lo tanto constituye uno de los problemas más serios que enfrenta la agricultura sostenible. Se evaluaron una serie de tecnologías no convencionales utilizadas en recuperación de suelos afectados por salinidad según la respuesta agronómica de un cultivo de maíz. Se planteó la aplicación de 3 tratamientos alternativos: 1) Biofertilizantes, 2) Biopolimeros y 3) Electromagnetismo comparados frente a la propuesta: 4) Convencional con base en la teoría del USDA (United States Departament of Agriculture) de enmiendas químicas (yeso - azufre). Además de un testigo absoluto (Sólo drenaje). Los tratamientos más efectivos en cuanto respuesta fisiológica y productividad fueron los biológicos con uso de microorganismos (biofertlizantes y electromagnetismo), se incluyó la estimulación electromagnética la cual acelera la actividad microbiana para disminuir el tiempo de recuperación de suelos afectados por salinidad del suelo.
De una forma resumida lo que queremos hacer ahora es encontrar una bacteria que sea resistente a la sal, para que podamos cultivar plantas con esa bacteria y proteja al vegetal de la toxicidad de los distintos tipos de sales.
ResponderEliminarEstos últimos años hemos estado trabajando con una serie de bacterias de la cuales tenemos un fácil acceso y conocemos bastante bien y vamos a utilizar alguna de ellas. Las que mas esperanza nos inspiran son las Halomonas sp. y las Ps. putida.
Ambas son famosas por su resistencia a las sales, pero además, las Ps. putida tienen una gran capacidad para colonizar el sistema radicular de las plantas, de manera que les resultara mas fácil proteger a las plantas de esta toxicidad hablada anteriormente.
Aunque también podríamos investigar con otras bacterias con las cuales no lo hayamos hecho nunca.
Yo propongo la Mesorhizobium ciceri:
Mesorhizobium ciceri es un gram-negativa , fijadoras de nitrógeno móviles. Son bacterias del género de Mesorhizobium que fue aislado de nódulos garbanzo de Cicer arietinum en España . Rhizobium cicero fue transferido a Mesorhizobium ciceri. Esta bacteria es súper tolerante a las sales y hay algunos estudios sobre ella donde trabajan con otras plantas. Pero de todas maneras podría ser interesante tenerla solamente como una posibilidad.
Aquí dejo el estudio donde se experimenta con ella sobre una legumbre llamada Cicer arietinum:
http://www.sech.info/ACTAS/Acta%20n%C2%BA%2060.%20XIII%20Congreso%20Nacional%20de%20Ciencias%20Hort%C3%ADcolas/Horticultura/Influencia%20de%20la%20salinidad%20sobre%20el%20crecimiento%20de%20cinco%20variedades%20de%20Cicer%20Arietinum%20inoculadas%20con%20Mesorhizobium%20ciceri%20y%20efecto%20de%20la%20coinoculaci%C3%B3n%20con%20H.%20maura..pdf
La salinidad en los suelos representa un problema agrícola que afecta a la producción de alimentos. Hay una necesidad por averiguar cómo aprovechar estos suelos salinos, una de ellas es mediante microorganismos.
ResponderEliminarNuestro nuevo proyecto trata de buscar microorganismos que protejan a las plantas a la vez que promuevan su crecimiento en suelos con altas concentraciones de sal. Para ello necesitamos escoger una bacteria que presente mayor tolerancia a sales, como el cloruro sódico o el clorato potásico.
Atendiendo a la tabla, las bacterias que muestran mayor resistencia son Halomonas sp., pseudomonas putida y pseudomonas stutzeri.
Pseudomonas stutzeri - https://www.researchgate.net/publication/337428504_EVALUACION_DEL_EFECTO_PROMOTOR_DE_CRECIMIENTO_VEGETAL_PGP_DE_BACTERIAS_HALOFILAS_EN_LA_GERMINACION_DE_SEMILLAS_DE_CHIA_BAJO_ESTRES_SALINO
Pseudomonas putida -
https://www.semanticscholar.org/paper/La-inoculaci%C3%B3n-de-plantas-de-c%C3%ADtricos-con-putida-la-Peris-Ollas/a450c4caf3991e965ee36e915a35c98a8600e1c9#paper-header
http://www.scielo.org.mx/pdf/agro/v51n4/1405-3195-agro-51-04-00373.pdf
Halomonas sp -
https://dialnet.unirioja.es/descarga/articulo/4194611.pdf
Comenzamos otro año más de proyecto con la ilusión, trabajo y alegria que los suelen acompañar. Este año, trata sobre la nocividad de la alta concentración de sales sobre el suelo; Manuel Espinosa, encargado de guiarnos este año junto a nuestro profesor, nos ha propuesto dos vertientes de trabajo para afrontar el problema. Una que es mi favorita, tratando de obtener mediante modificación genética o con cruces dirigidos; y la otra que es la que nos vamos a centrar consiste en usar microorganismos para proteger a las plantas.
ResponderEliminarEmpezando con la tarea de invetigación; ha que determinar que microorganismos usar, e investigar cobre el suelo de marte:
-Con respecto a lo segundo; he recopilado un par de articulos que relacionan el desierto salino o salar de Atacama (Chile) con el suelo de Marte ha sido de foco de numerosas investtigaciones osbretodo a principios de siglo:
https://www.researchgate.net/profile/Antoni_Camprubi2/project/Boletin-de-la-Sociedad-Geologica-Mexicana/attachment/5fc410f1d6d02900019a6a42/AS:963320492351490@1606684911094/download/A020720_Chong.pdf?context=projectUpdatesLog
http://revistaciencia.amc.edu.mx/images/revista/57_1/marte_57_1.pdf
-Hablando de lo primero; con respecto a la prueba de años anteriores de tolerancia a KclO3, en diferentes concentraciones, los tres microorganismo que deberiamos usar son:
*Bacillus subtillis; Este articulo habla sobre la capacidad para reducir la salinidad de los suelos
http://repositorio.ucv.edu.pe/handle/20.500.12692/20211
*Halomonas sp.; este otro trata del carartec halófilo con respecto a las plantas de algunos microorganismos
http://repositorioinstitucional.buap.mx/handle/20.500.12371/9397
*Pseudomonas putida; un pequeño comunicado que afirma la reducción de la salinidad
https://www.edicioneslav.es/wp-content/uploads/2018/08/LEVANTE-AGRÍCOLA-2T-Núm-441_V.-Vives-Peris.pdf
Durante este curso vamos a llevar a cabo un nuevo proyecto sobre la salinidad y sus concentraciones en los suelos, y por lo tanto la posible nocividad ante diferentes microorganismos, comprobando así la resistencia de dichos microorganismos frente a las diferentes concentraciones salinas de los suelos, y seguidamente el efecto que haría sobre de desarrollo de diferentes plantas. Todo esto está muy bien resumido y explicado en este post.
ResponderEliminarEn cuanto a microorganismos, según la siguiente gráfica, los tres que más resisten las concentraciones de KClO3 son; Bacilus Subtilis, Halomonas sp. y pseudomonad putidas.
Entre estas se podría emplear Halomonas sp, ya que es la que más niveles de concentración de KClO3 soporta, y por lo tanto probablemente con la que obtendríamos mejores resultados, aunque los otros dos microorganismos planteados anteriormente también serían buenos candidatos para emplear en el proyecto, sobretodo pseudomonas putidas ya que sus niveles están muy próximos a los de halomonas sp.
En el caso de Halomonas sp he encontrado un artículo que indica que los microorganismos halófilos pueden producir enzimas, sintetizar exopoli-sacáridos, fitohormonas y compuestos quelantes, que ayudan a algunas plantas a crecer en estos ambientes y llevar a cabo la desalinización de estos suelos. Teniendo una gran capacidad de adaptación y potencial para ser propuestos en diversos bioprocesos.
https://repositorioinstitucional.buap.mx/handle/20.500.12371/9397
También otro artículo en el que trata de que las halomonas son capaces de vivir en presencia de altas concentraciones de sal, es decir, en ambientes hipersalinos.
https://revistasinvestigacion.unmsm.edu.pe/index.php/farma/article/view/3363/2790
En el caso de pseudomonas putidas e encontrado este artículo que trata de los efecto de medios de cultivo preparados con agua de mar sobre indicadores sanitarios en aguas marinas de balnearios con dicho microorganismo.
http://ve.scielo.org/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1315-25562013000200007
El pasado 11 de enero empezamos nuestro proyecto el cual se titula "Sobrevivir en mundos salados". En este vamos a necesitar responder a varias cuestiones, son las siguientes:
ResponderEliminar1.¿Cuáles son los efectos de las sales sobre las plantas?
La sal o cloruro sódico es un gran enemigo de las plantas y flores. Las plantas no soportan la sal ya que esta compacta las superficies e imposibilita que los vegetales puedan absorber el agua y, por lo tanto, los alimentos que se hallan disueltos en ella.
Entre los síntomas más particulares del efecto de la sal en las plantas obtenemos los siguientes, muy parecidos a los efectos de la sequía:
Pétalos con poca energía.
Tonalidad amarilla antes de que comience el otoño.
Arenales de las hojas marrones.
Yemas jóvenes marrones.
2.¿Cómo pueden los microorganismos proteger las plantas en ambientes salinos?
Los microorganismos capaces de protegerlas son los halófilos, y como lo hacen? La estrategia de estos microorganismos para soportar la gran concentración de sal es evitar los efectos de un proceso denominado ósmosis. En este proceso, el agua pasa a través de la membrana de la célula, de la solución más diluida a la más concentrada. Por tanto, si fuera de un organismo hay una alta salinidad, el agua saldrá de él y el organismo morirá deshidratado. Los halófilos logran retener el agua en su interior acumulando numerosos compuestos en el citoplasma, de modo que se compensa la presión osmótica, y el agua no sale de ellos.
3.¿Como afectan el cloruro sódico, el clorato potásico y el sulfato de calcio al maíz (Zea mays) y a la carilla (Vigna unguiculata)?
El crecimiento y desarrollo de las plantas suele asociarse a la cantidad de nutrientes que éstas reciben de la tierra; de ahí que los agricultores empleen fertilizantes químicos para asegurarse que las plantas crezcan adecuadamente por lo que estas no llegaran a crecer lo que deberían debido a la falta de nutrientes.
4.¿Posible efecto protector de los microorganismos?
En cuanto a microorganismos, según la siguiente gráfica, los tres que más resisten las concentraciones de KClO3 son; Bacilus Subtilis, Halomonas sp. y Pseudomonad putidas.
Yo emplearía las Halomonas sp, ya que es la que más niveles de concentración de KClO3 soporta, por lo que seria la que mejor resultados nos daría ante las superficies salinas, pero Bacilus Subtilis y Pseudomonad putidas son también buenas opciones ya que también soportan grandes cantidades de KClO3, pero no tan extremas como las Halomonas sp.
Las halomonas sp son células Gram-negativas en forma de varilla que generalmente no son pigmentadas o de color amarillo. Debido a que las especies de Halomonas son típicamente halófilos, por lo general se encuentran en fuentes de agua con altos niveles de salinidad, como el Mar Muerto e incluso dentro de las aguas gélidas de la Antártida. Sin embargo, algunas cepas halófilos (como una con características similares a la de Halomonas campisalis)han sido documentadas para crecer productivamente sin la presencia de NaCl (Ramano). Halomonastambién puede habitar sedimentos de aguas profundas, aguas de aguas profundas afectadas por plumas hidrotermales y fluidos hidrotermales de ventilación (Okamoto).
Referencias: https://microbewiki.kenyon.edu/index.php/Halomonas
Víctor Manzano Guerrero 2ºA
“Sobrevivir en mundos salados” es el nombre del proyecto en el que nos implicaremos durante este año, como bien nos insinúa el nombre del proyecto trataremos de averiguar la manera de combatir las altas concentraciones de sales (nocivas) en los suelos, ya sea cultivando especias mas tolerantes a las sales o bien usar microorganismos para proteger a las plantas de los efectos tóxicos de la abundancia de sales. Este proyecto enlaza con proyectos como Mars One, (cultivo en suelos marcianos de naturaleza sedimentaria con alta concentración salina).
ResponderEliminarCentrándonos en la elección de las bacterias, observando la tabla, sobre el papel las más aptas podrían ser Halomonas SP, Pseudomonas Putida y Bacilus Subtilus ya que tienen mayor tolerancia a suelos salinos.
Investigando, he leído que las rizobacterias tienen una relación directa con las plantas y están relacionadas en este aspecto ya que contrarrestan el estrés osmótico y ayudan al crecimiento de las plantas entre otras propiedades, se incluyen bacterias de los géneros Azotobacter, Arthrobacter, Bacilus, Clostridium, Hydrogenophaga, Enterobacter, Serratia, Azospirillum, Paenibacillus y Rhizobium y, siendo un absoluto desconocedor en este ámbito, creo que podríamos probar con alguna rizobacteria ya que por lo visto parecen estar completamente relacionadas con el tema en cuestion
también se me ocurre que se podría probar con Vibrio alginolyticus, Vibrio metschnikovii, Flavimonas oryzihabitans y Agrobacterium tumefasciens, bacterias halófilas que demostraron capturar iones sodio in vitro en investigaciones anteriores. (Programa de Biología Aplicada, Universidad Militar Nueva Granada. Docente Universidad Colegio Mayor de Cundinamarca. Profesor Asociado de Agronomía, Universidad Nacional de Colombia). Creo que puede tener cierta relación y, si es posible, podría resultar una experiencia enriquecedora o incluso quizás surtir efecto.
Bibliografia acerca de las rizobacterias:
https://link.springer.com/article/10.1007/s13593-014-0233-6 Junio 2014
Bibliografia acerca de la investigación de las bacterias halófilas:
https://www.researchgate.net/publication/237034500_Capacidad_de_bacterias_halofilas_para_capturar_sodio_in_Vitro_y_su_posible_aplicacion_en_bioremediacion_en_suelos_salinos-sodicos Diciembre 2006
También, por si fuera necesario, aportar algo diferente y por curiosidad, he buscado un poco acerca de otras plantas que pudiesen ser tolerantes a suelos con alta concentración salina (a parte del maíz y carilla). He podido encontrar lo siguiente:
Con respecto a cultivos Hortícolas:
La judía verde, sandia, tomate o trigo son algunos ejemplos de plantas moderadamente sensible, en este conjunto de “moderadamente sensible” está incluido el maíz (con el que vamos a trabajar) según esta web.
Y el algodón, la cebada, y la remolacha azucarera las tres únicas consideradas como tolerantes
Con respecto a cultivos leñosos, que considero mucho menos interesante para este proyecto, la palmera es la especie más tolerante
Bibliografía cultivos tolerantes a suelos salinos:
http://agrosal.ivia.es/tolerancia.html