Investigadores del Instituto de Hortofruticultura Subtropical y Mediterránea ‘La Mayora’, en colaboración con la Universidad de Zúrich, han identificado qué componentes de la biopelícula de Pseudomonas chlororaphis, una bacteria beneficiosa que actúa como agente de control biológico, desarrollan una función protectora en las plántulas de aguacate contra la podredumbre blanca radicular, causada por el hongo fitopatógeno Rosellinia necatrix.

En concreto, este equipo de expertos ha comprobado que, de entre todos sus componentes, la biopelícula de esta bacteria contiene un polisacárido, esto es, un polímero constituido por un número determinado de azúcares, llamado Psl, implicado en la formación de biopelículas, y una fibra formada por proteínas que facilita la adhesión temprana a la superficie.

La biopelícula de P. chlororaphis se forma en la rizosfera de las plántulas de aguacate, es decir, la parte del suelo adherida íntimamente a las raíces. “Se trata de un cultivo de máximo interés en nuestra área y Rosellinia necatrix es un patógeno fúngico emergente que causa la podredumbre blanca radicular, una enfermedad que afecta gravemente a este cultivo. Conocer cómo esta bacteria protege a la planta mediante la formación de una película natural es un primer paso para poder luchar contra los hongos impidiendo su desarrollo”, explica a la Fundación Descubre el investigador del IHSM ‘La Mayora’, José Antonio Gutiérrez, uno de los autores del estudio.

Gracias a que el genoma de P. chlororaphis estaba disponible tras estudios previos realizados en el grupo de investigación, comprobaron que P. chlororaphis contiene la información genética que da lugar a un polisacárido tipo Psl y a esta fibra. El siguiente objetivo del estudio fue comprobar si estos elementos estaban implicados en la creación de la biopelícula y destacar su función protectora de las plantas de aguacate contra las infecciones o agentes perjudiciales que puedan afectarle.

Expertos de Zurich, que también han participado en el proyecto.

Equipo de investigación de ‘La Mayora’.

Para ello, construyeron una batería de cepas bacterianas mutantes in vitro y en cada una se prescindió de un componente. Es decir, utilizaron la cepa silvestre como control, siendo capaz de producir el polisacárido Psl y esta fibra; otra cepa no era capaz de producir el polisacárido Psl y una tercera no era capaz de producir la fibra. Con todas estas variaciones, el equipo de investigación analizó en plántulas de entre tres y seis meses de edad infectadas con el hongo Rosellinia necatrix la adhesión inicial y la capacidad de proteger a las plántulas frente a este hongo con respecto a la cepa silvestre, también inoculada con este patógeno. Así se determinó el papel de cada componente en la interacción inicial de la bacteria con las raíces de las plántulas de aguacate y en la protección frente al hongo responsable de su putrefacción.

Como resultado, los expertos demostraron que el polisacárido Psl, que contiene residuos de de azúcar, es importante para la formación de la biopelícula. Su ausencia provoca que la bacteria no sea capaz de producir una película como la de la cepa silvestre y, por tanto, no puede ejercer su función de protección correctamente, dejando a la planta más vulnerable a la infección y a la podredumbre. Además, junto a esta conclusión también comprobaron que la fibra estaba involucrada en la adhesión inicial a superficies.

Biopelícula vista al microscopio.

Finalmente, la ausencia de alguno de estos componentes impide la formación de una biopelícula madura y estable sobre la superficie de las raíces de aguacate por parte de Pseudomonas chlororaphis, disminuyendo su capacidad de biocontrol frente a Rosellinia necatrix.

El próximo paso de este trabajo, que ha contado con financiación de las universidades de Málaga y Zúrich, de la Junta de Andalucía a través de Fondos FEDER y de los Ministerios de Ciencia e Innovación y de Asuntos Económicos y Transformación Tecnológica Económica, se centrará en verificar la aplicación en campo de esta bacteria como alternativa real a fungicidas químicos.

Referencias bibliográficas:

Zaira Heredia Ponce, José Antonio Gutiérrez Barranquero, Gabriela Purtschert Montenegro, Leo Eberl, Antonio de Vicente, Francisco M. Cazorla. ‘Role of extracellular matrix components in the formation of biofilms and their contribution to the biocontrol activity of Pseudomonas chlororaphis PCL1606’. Environmental Microbiology. 2021.