Bacterias de la rizosfera ofrecen biopesticidas naturales
Fuente: Colaje Google imágenes
Buscar biopesticidas que erradiquen el uso de plaguicidas sintéticos y sus dañinos efectos en el medio ambiente es una actividad científica digna de encomio. Hay que seguir avanzando en esa dirección. Utilizar mutantes de algunos microrganismos (mediante la ingeniería genética) que han demostrado a menudo ser riesgo para la salud humana, como mínimo se me antoja peligroso. Ya conocemos el flujo horizontal de genes y la “promiscuidad” de estos organismos para intercambiarse material genético. Si el bichito mutante se cruza con otros naturales, tarde o temprano, se corre el peligro de que vuelvan a adquirir la patogenicidad. Vuelvo a recalcar que temo a los “tocagenes” y más aún cuando las industrias se encuentran involucradas en las indagaciones, como parece ocurrir en la noticia que os mostramos hoy. Ambos casos se conjugan en Burkholderia ambifaria una proteobacteria que habita en la rizosfera de muchos suelos, ya sean naturales, ya cultivados. De ella, primero se obtuvieron antibióticos, no hace mucho tiempo. Ahora, esos mismos investigadores nos venden su aplicación como biopesticidas “sin riesgos” que nos ayudarán a alcanzar mayores cosechas a la par que preservar el medio ambiente y avanzar hacia una agricultura sostenible. Hablamos pues de biopesticidas, cuya definición os ofrezco más abajo. Pero hay más.
Redactar notas de prensa tramposas, o como se dice actualmente “fake news” más que recriminable debería ser sancionable “de alguna forma”. Puede ser que los periodistas que redactaron la noticia, fueran más ignorantes que los políticos que sufrimos en casi todos los países del mundo. Ahora bien, son los investigadores los que debemos exigir revisar tales notas de prensa antes de ser publicada, dada la incompetencia de muchos de ellos. ¡Me da igual!. Sabiendo el color de la orina del enfermo, yo exijo siempre revisarlas y si no se comprometen a ello, no hablo con periodistas de ninguna clase, ya sean radiofónicos, televisivos, de la prensa en formato papel o de Internet. Quien no lo haga, que luego no eche la culpa a esos ignorantes, sino a su desidia, o lo que es peor aún, a su adictivo ego que tan solo se retroalimenta si tu nombre y foto aparece en los medios, con independencia de la veracidad de la noticia. ¡La vanidad y egolatría tienen precios!. Abajo os muestro una noticia que adolece de todos estos males. Aunque nosotros hemos traducido el escrito por nuestros medios, también lo ha sido al español-castellano por el rotativo El Independiente, bajo el título de: Bacterias mutantes como pesticidas naturales. La nota de prensa, del que os ofrezco las versiones en inglés y suajili, resulta ser una patraña de primera categoría, por cuanto hace creer al ciudadano que estos sesudos científicos han inventado los biopesticidas, cuando en realidad la literatura es extensísima y muchos productos están siendo ya comercializados.
Y volvemos a reiterar que los microrganismos de los suelos ofrecen unos enormes servicios ecosistémicos. De allí siguen extrayéndose numerosos productos de interés al margen de un inmenso arsenal de antibióticos. Y como hasta los más pequeños saben sobradamente que son los “antibióticos” lo enlazo aquí por si alguno de esos plumillas ignorantes, o algo peor, lee por casualidad estas páginas.
Vi la noticia, me gustó por el mero hecho de que el biopesticidas procediera de un organismo de la rizosfera y me lancé sin pestañear sobre ella para informaros. Empero conforme iba documentándome… Y así lo que pensaba que iba a ser una buena nueva para todos los amantes del universo invisible de los suelos, se ha transformado en una crítica agria. ¿Sabéis cuantos post comienzan y terminan así? ¡No, no os lo podéis imaginar!.
En fin… os dejo con las noticias, el concepto de biopesticidas y otro material extraído de Internet que os ayude a entender algo más a cerca de todo este embrollo, producto de la tecnociencia que padecemos que no de la ciencia con mayúsculas (la verdad convertida en posverdad).
Juan José Ibáñez
Continúa…….
Biopesticidas según Wikipedia:
El término biopesticida se suele utilizar para los productos utilizados en el control de plagas principalmente de la agricultura cuyo origen es procedente de algún organismo vivo.
Principalmente son bacterias, pero también hay productos derivados de hongos, como pueden ser las Trichoderma spp. y Ampelomyces quisqualis (un organismo utilizado en el control del mildiu en la vid). Bacillus subtilis también es utilizado en el control de ciertos patógenos de las plantas. También hay ejemplo de control de hierbas y roedores mediante biopesticidas.
Hay autores que definen a los biopesticidas como cualquier pesticida de origen biológico, organismos vivos o sustancias sintetizadas por ellos.1 Según esto se incluirían como insecticidas organismos vivos, como hongos, bacterias, virus etc. y compuestos obtenidos de las plantas y utilizados directamente o extraídos mediante infusiones, extracciones u otros sistemas.
Si sus efectos se producen en insectos, arácnidos u hongos, se podría hablar de bioinsecticidas, bioacaricidas o biofungicidas respectivamente.
Un ejemplo bien conocido como biopesticida es Bacillus thuringiensis, una bacteria que provoca una enfermedad en insectos de los órdenes Lepidoptera, Coleoptera y Diptera. Dado que apenas tiene efectos en otros organismos está considerado como más respetuoso con el medio ambiente que otros pesticidas sintéticos
Burkholderia ambifaria una proteobacteria
Researchers discover sustainable and natural alternative to man-made chemical pesticides
by Staff Writers; Cardiff UK (SPX) Mar 06, 2019
Repurposing a strain of beneficial bacteria could offer a safe, sustainable and natural alternative to man-made chemical pesticides, according to research from Cardiff University.
Finding natural approaches to sustain agriculture and food production is a major global challenge. Synthetic chemical pesticides have traditionally been used to protect crops, but there are growing concerns around their toxicity and the threat they pose to ecosystems.
Using genomic techniques, the team of researchers discovered that Burkholderia ambifaria bacteria have the potential to be used as biopesticides that are both effective and safe.
Biopesticides offer a natural means of protection and the group of bacteria called Burkholderia have been successfully used to protect crops against diseases. However, in the 1990s, Burkholderia bacteria were linked to serious lung infections in people with cystic fibrosis (CF), leading to concerns about their safety and eventual withdrawal of these biopesticides from the market.
Investigadores descubren una alternativa sostenible y natural a los pesticidas químicos artificiales.
por los escritores del personal; Cardiff UK (SPX) 06 de marzo de 2019
Según una investigación de la Universidad de Cardiff, la reutilización de una variedad de bacterias beneficiosas podría ofrecer una alternativa segura, sostenible y natural a los pesticidas químicos fabricados por el hombre.
Encontrar enfoques naturales para sostener la agricultura y la producción de alimentos es un gran desafío global. Los pesticidas químicos sintéticos se han usado tradicionalmente para proteger los cultivos, pero hay una creciente preocupación en torno a su toxicidad y la amenaza que representan para los ecosistemas.
Usando técnicas genómicas, el equipo de investigadores descubrió que la bacteria Burkholderia ambifaria tiene el potencial de ser utilizada como bioplaguicidas que son efectivos y seguros.
Los bioplaguicidas ofrecen un medio natural de protección y el grupo de bacterias llamado Burkholderia se ha utilizado con éxito para proteger los cultivos contra las enfermedades. Sin embargo, en la década de 1990, las bacterias Burkholderia se relacionaron con infecciones pulmonares graves en personas con fibrosis quística (FQ), lo que generó preocupaciones sobre su seguridad y la eventual retirada de estos bioplaguicidas del mercado.
«I have been working with Burkholderia for many years, primarily in relation to CF lung infections, which in turn led to a new line of antibiotic discovery research,» explained Professor Eshwar Mahenthiralingam, lead researcher on the project, from Cardiff University’s School of Biosciences.
«Working with plant scientist, Professor Jim Murray, Head of the School of Biosciences, and Doctoral Training Partnership student, Alex Mullins, we decided to take this research in a new direction, investigating Burkholderia-plant interactions and how they protect plants against disease.
«By sequencing the genomic DNA of the bacteria, we were able to identify Burkholderia’s antibiotic-making gene, Cepacin. Further testing demonstrated that Cepacin offered highly effective protection against damping off – a horticultural disease caused by a fungus-like organism.»
«He estado trabajando con Burkholderia durante muchos años, principalmente en relación con las infecciones pulmonares por FQ, lo que a su vez condujo a una nueva línea de investigación de descubrimiento de antibióticos«, explicó el profesor Eshwar Mahenthiralingam, investigador principal del proyecto, de la Escuela de Biociencias de la Universidad de Cardiff. .
«Trabajando con el científico de plantas, el profesor Jim Murray, Director de la Escuela de Biociencias, y el estudiante de la Asociación de Capacitación Doctoral, Alex Mullins, decidimos tomar esta investigación en una nueva dirección, investigando las interacciones entre las plantas Burkholderia y cómo protegen las plantas contra las enfermedades.
«Al secuenciar el ADN genómico de la bacteria, pudimos identificar el gen productor de antibióticos de Burkholderia, Cepacin. Pruebas adicionales demostraron que Cepacin ofrecía una protección altamente efectiva contra la amortiguación, una enfermedad hortícola causada por un organismo similar a los hongos«.
Using genetic engineering techniques similar to those used to produce live vaccines, the researchers are also exploring how to improve the safety of the bacteria.
«Burkholderia split their genomic DNA across 3 fragments, called replicons,» said Professor Mahenthiralingam.
«We removed the smallest of these 3 replicons to create a mutant Burkholderia strain which, when tested on germinating peas, still demonstrated excellent biopesticidal properties.»
Usando técnicas de ingeniería genética similares a las usadas para producir vacunas vivas, los investigadores también están explorando cómo mejorar la seguridad de las bacterias.
«Burkholderia dividió su ADN genómico en 3 fragmentos, llamados replicones», dijo el profesor Mahenthiralingam.
«Eliminamos el más pequeño de estos 3 replicones para crear una cepa Burkholderia mutante que, cuando se probó en guisantes en germinación, aún demostró excelentes propiedades biopesticidas«.
Further work showed that this Burkholderia mutant did not persist in a mouse lung infection model, opening up the possibility of constructing biopesticidal strains that are incapable of causing infection but can still deliver effective plant protection.
In collaboration with chemists, Professor Greg Challis and Dr Matthew Jenner, at the University of Warwick, who helped discover Cepacin, the team recently obtained a grant award of over Pounds 1 million from BBSRC. This will help progress the next stage of research to develop an effective and safe biopesticide that does not build up to harmful levels in the environment.
«Beneficial bacteria such as Burkholderia that have co-evolved naturally with plants, have a key role to play in a sustainable future. We have to understand the risks, mitigate against them and seek a balance that works for all,» continued Professor Mahenthiralingam.
«Through our work, we hope to make Burkholderia viable as an effective biopesticide, with the ultimate aim of making agriculture and food production safer, more sustainable, and toxin-free.»
El trabajo adicional demostró que este mutante de Burkholderia no persistió en un modelo de infección pulmonar de ratón, lo que abre la posibilidad de construir cepas biopesticidas que son incapaces de causar una infección pero que aún pueden brindar una protección eficaz a las plantas.
En colaboración con los químicos, el profesor Greg Challis y el Dr. Matthew Jenner, de la Universidad de Warwick, quienes ayudaron a descubrir Cepacin, el equipo recientemente obtuvo una subvención de más de 1 millón de libras de BBSRC. Esto ayudará a avanzar en la próxima etapa de investigación para desarrollar un biopesticida efectivo y seguro que no se acumule a niveles dañinos en el ambiente.
«Las bacterias beneficiosas, como Burkholderia, que han evolucionado naturalmente con las plantas, tienen un papel clave que desempeñar en un futuro sostenible. Tenemos que entender los riesgos, mitigarlos y buscar un equilibrio que funcione para todos», continuó el profesor Mahenthiralingam.
«A través de nuestro trabajo, esperamos hacer que Burkholderia sea viable como un biopesticida efectivo, con el objetivo final de hacer que la agricultura y la producción de alimentos sean más seguras, más sostenibles y libres de toxinas».
Identification of quorum sensing-controlled genes in Burkholderia ambifaria
The Burkholderia cepacia complex (Bcc) comprises strains with a virulence potential toward immunocompromised patients as well as plant growth–promoting rhizobacteria (PGPR). Owing to the link between quorum sensing (QS) and virulence, most studies among Bcc species have been directed toward QS of pathogenic bacteria. We have investigated the QS of B. ambifaria, a PGPR only infrequently recovered from patients. The cepI gene, responsible for the synthesis of the main signaling molecule N-octanoylhomoserine lactone (C8-HSL), was inactivated. Phenotypes of the B. ambifaria cepI mutant we observed, such as increased production of siderophores and decreased proteolytic and antifungal activities, are in agreement with those of other Bcc cepI mutants. The cepI mutant was then used as background strain for a whole-genome transposon-insertion mutagenesis strategy, allowing the identification of 20 QS-controlled genes, corresponding to 17 loci. The main functions identified are linked to antifungal and antimicrobial properties, as we have identified QS-controlled genes implicated in the production of pyrrolnitrin, burkholdines (occidiofungin-like molecules), and enacyloxins. This study provides insights in the QS-regulated functions of a PGPR, which could lead to beneficial potential biotechnological applications.
El complejo Burkholderia cepacia (Bcc) comprende cepas con un potencial de virulencia hacia pacientes inmunodeprimidos, así como rizobacterias que promueven el crecimiento de las plantas (PGPR). Debido a la relación entre la detección de quórum (QS) y la virulencia, la mayoría de los estudios entre las especies Bcc se han dirigido hacia el QS de bacterias patógenas. Hemos investigado el QS de B. ambifaria, una PGPR que solo se recupera con poca frecuencia de los pacientes. El gen cepI, responsable de la síntesis de la molécula de señalización principal N-octanoilhomoserina lactona (C8-HSL), fue inactivado. Los fenotipos del mutante cepI de B. ambifaria que observamos, como el aumento de la producción de sideróforos y la disminución de las actividades proteolíticas y antifúngicas, están de acuerdo con los de otros mutantes Bcc cepI. El mutante cepI se usó luego como cepa de fondo para una estrategia de mutagénesis de inserción de transposón de genoma completo, permitiendo la identificación de 20 genes controlados por QS, correspondientes a 17 loci. Las funciones principales identificadas están relacionadas con las propiedades antimicrobianas y antimicrobianas, ya que hemos identificado genes controlados por QS implicados en la producción de pirrolnitrina, burkholdinas (moléculas similares a occidiofungina) y enacyloxins. Este estudio proporciona información sobre las funciones reguladas por QS de un PGPR, lo que podría conducir a aplicaciones biotecnológicas potenciales beneficiosas.
The genus Burkholderia consists of some 35 bacterial species, most of which are soil saprophytes and phytopathogens that occupy a wide range of environmental niches. Several of these species, referred to as the Burkholderia cepacia complex (Bcc), are characterized by unusually high inter-species DNA-DNA hybridization values. Species within this group are further distinguished by being opportunistic human pathogens, particularly problematic in persons with cystic fibrosis (CF).
Burkholderia ambifaria is generally found as the dominant Burkholderia cepacia complex species in natural environments where it is often associated with plant roots. Burkholderia ambifaria strain MC40-6 was found to occur in soil associated with maize roots (i.e., maize rhizosphere) at a density of 10,000 to 100,000 cells per g (A. Ramette et al. unpublished), in Michigan State University research field, Michigan, USA in August 2004. The fact that large populations of Burkholderia ambifaria also exist in pristine, native ecosystems such as the tall grass prairies (A. Ramette, unpublished) suggests a broader beneficial effect than previously thought and perhaps indicates the original niche of this species.
Genome Portal
El género Burkholderia consta de unas 35 especies bacterianas, la mayoría de las cuales son saprófitos y fitopatógenos del suelo que ocupan una amplia gama de nichos ambientales. Varias de estas especies, conocidas como el complejo Burkholderia cepacia (Bcc), se caracterizan por valores inusualmente altos de hibridación de ADN-ADN entre especies. Las especies dentro de este grupo se distinguen además por ser patógenos humanos oportunistas, particularmente problemáticos en personas con fibrosis quística (FQ).
Burkholderia ambifaria se encuentra generalmente como la especie dominante de Burkholderia cepacia en ambientes naturales donde a menudo se asocia con raíces de plantas. Se descubrió que la cepa MC40-6 de Burkholderia ambifaria se presenta en el suelo asociado con las raíces del maíz (es decir, la rizosfera del maíz) a una densidad de 10,000 a 100,000 células por gramo (A. Ramette et al., Sin publicar), en el campo de investigación de la Universidad Estatal de Michigan, Michigan , EE. UU., En agosto de 2004. El hecho de que grandes poblaciones de Burkholderia ambifaria también existan en ecosistemas prístinos y nativos como las praderas de pastos altos (A. Ramette, sin publicar) sugiere un efecto benéfico más amplio del que se pensaba anteriormente y tal vez indica el nicho original de este especies.