Panículas de planta de arroz después del llenado del grano. Foto Cortesía: Luz Adriana Pedraza, doctora en Ciencias Agrarias de la UNAL.
Agricultura & Ganadería
(UN – Martes 10 de septiembre de 2024).- En Colombia, la bacteria Burkholderia glumae, causante de la enfermedad de la planta de arroz conocida como añublo bacterial, ocasiona pérdidas superiores al 75 % de la producción en los cultivos. El impacto económico y las dificultades para su control la han convertido en una de las principales preocupaciones del sector, pero una investigación adelantada en la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Bogotá halló una bacteria que podría combatirla y proteger las plantas de esta afección.
El añublo bacterial afecta la panícula del arroz –que es la parte de la planta donde se produce el grano– y se transmite por semillas y residuos de la cosecha. La afectación puede permanecer en la planta sin presentar síntomas, por lo que el productor no la nota sino hasta cuando ve que su cultivo no produjo granos.
Una de las señales de que la planta está contaminada con B. glumae es que está erguida, pues indica que no tiene muchos granos; por el contrario, si la planta está encorvada se deduce que produjo tantos granos de arroz, que hacen que la hoja se doble hacia un costado por su peso.
En su tesis doctoral en Ciencias Agrarias de la UNAL Sede Bogotá, la investigadora Luz Adriana Pedraza escogió la línea de Fitopatología, que es la ciencia que estudia las enfermedades de las plantas, y se enfocó en analizar los mecanismos de control biológico de la bacteria Bacillus IBUN 2755 del cepario del Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos de la UNAL.
Previamente se desarrolló una investigación el municipio de Saldaña (Tolima), la cual mostró que las plantas de arroz tratadas con la bacteria producían hasta 2 toneladas por hectárea más de grano, a diferencia de las no tratadas. A raíz de este precedente se analizó cómo actúa el microorganismo en los cultivos.
¿Cómo inicia la investigación?
La investigadora pasó del campo al laboratorio, donde secuenció el genoma de la bacteria Bacillus, es decir, exploró y buscó todos los genes que estarían asociados con posibles mecanismos de acción controladora que pudieran ayudar a prevenir la bacteria B. glumae.
En este proceso encontró que las bacterias Bacillus producen diferentes compuestos antihongos y antibacteriales. “Además de atacar directamente al patógeno, estos compuestos pueden funcionar como una vacuna que defendería la planta cuando entra en contacto con otros microorganismos, ya que las defensas están preparadas para un ataque posterior, lo que se conoce como inducción de resistencia”, señala la doctora Pedraza.
El siguiente paso fue hacer mutantes en los genes de los compuestos antimicrobianos para identificar si realmente estos estaban involucrados en la actividad protectora, teniendo en cuenta que la bacteria IBUN 2755 no se puede modificar genéticamente, como lo han demostrado estudios previos.
Por eso utilizó luz ultravioleta para intentar mutar el ADN de la bacteria IBUN 2755 y obtuvo 830 colonias mutantes, de las cuales solo una pierde su actividad en la caja de Petri (recipiente de incubación) y en plantas de arroz contra la bacteria que produce el añublo bacterial.
Además, en este trabajo se determinó que la cepa 2755 logra activar genes de defensa en la planta de arroz, pero el mutante no. Así que para saber qué dejaba de funcionar en el mutante, se estudiaron los metabolitos, y comparando con la cepa no mutada se encontraron pérdidas de 12 compuestos de tipo surfactinas, de lo que se deduce que estos compuestos son esenciales para la actividad de la bacteria IBUN 2755.
Sobre las posibilidades futuras de su hallazgo, la investigadora afirma que “si se generara un producto final, será necesario hacer un medio de cultivo que muestre la existencia de los compuestos (surfactinas), que ya se sabe que sirven para combatir la bacteria patógena, con el fin de realizar un control de calidad de dicho producto”.
Esta investigación representa no solo un avance significativo para la agricultura del país, al asegurar cosechas de arroz más saludables y abundantes, sino que además abre la puerta al desarrollo de productos para prevenir enfermedades en el cultivo de arroz, un alimento consumido por más de la mitad de la población mundial.
A diferencia de los pesticidas tradicionales, este nuevo producto, derivado de una bacteria que actúa como mecanismo de defensa natural, no contaminaría el aire ni el suelo, lo que lo convierte en una prometedora solución para el cuidado del medioambiente. Este avance mejoraría la productividad agrícola, y en última instancia contribuiría al progreso económico y ambiental del país.
