Estudian en Inecol efecto de lombrices y bacterias en suelos de café
12:29:00Estudian en Inecol efecto de lombrices y bacterias en suelos de café
Ana Luisa Guerrero
Xalapa, Veracruz. 24 de octubre de 2016 (Agencia Informativa Conacyt).-
¿Qué relación tienen las lombrices de tierra con las bacterias
presentes en el suelo?, ¿cuál es el impacto de esta interacción en la
presencia de enfermedades de las plantas?
Estas preguntas podrán ser respondidas con el trabajo de investigadores del Instituto de Ecología (Inecol) interesados en conocer si este mutualismo interviene en la prevalencia de enfermedades en cafetales del estado de Veracruz.
A través de este proyecto —que se
realiza con recursos de la convocatoria de Investigación Científica
Básica del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt)—, los especialistas analizarán el efecto que puede tener la presencia de la lombriz de tierra Pontoscolex corethrurus en las comunidades bacterianas de la rizósfera del café.
La doctora Isabelle Barois Boullard,
responsable técnica del proyecto “Diversidad bacteriana del suelo de la
rizósfera del café antes, durante y después de su paso por el intestino
de la lombriz de tierra Pontoscolex corethrurus”,
explica a la Agencia Informativa Conacyt que las lombrices de tierra
son un importante aliado de los suelos en sus procesos edáficos, para la
mineralización de nutrientes y formación de humus; además de ser
facilitadoras en el control de plagas y auxiliares en el drenaje y
purificación del agua.
Isabelle Barois.
En
tanto que promueven el crecimiento de las plantas debido a que sus
excretas estimulan el desarrollo de las raíces, su penetración dentro
del suelo, la absorción de nutrientes y el intercambio de gases.
Estos organismos tienen interacciones
trascendentales con microorganismos del suelo, debido a que estimulan y
seleccionan los microorganismos y se ha demostrado que P. corethrurus tiene alta capacidad para incorporar materia orgánica fresca al suelo y para modelar las poblaciones microbianas.
La investigadora detalla que estudios
recientes muestran que la rizósfera del café hospeda microorganismos
benéficos, pero se desconoce la diversidad taxonómica y funcional de las
comunidades bacterianas, ello porque a la fecha no se ha podido
cultivar la mayoría de los microorganismos de la rizósfera.
Afirma que con las nuevas tecnologías
moleculares, como la secuenciación masiva o la metagenómica, se puede
investigar la microbiota de la rizósfera y sus funciones para la
productividad de la planta y la fertilidad del suelo.
Es por ello que, a través de esta línea
de investigación, se pretende caracterizar la biodiversidad de las
bacterias que se encuentran en el intestino y las excretas de la lombriz
P. corethrurus provenientes de
cafetales de una finca en Coatepec, Veracruz, para determinar en qué
grado puede afectar directa o indirectamente la estructura de la
comunidad bacteriana de la rizósfera, así como su efecto en el contenido
de compuestos que tienen un importante efecto en el desarrollo vegetal.
Enriquecer la investigación
La doctora Barois Boullard ha dedicado
su carrera científica al estudio de las lombrices de tierra. En la
década de los 80 se doctoró en ecología de suelos al trabajar de la mano
del doctor Patrick Lavelle, especialista en lombrices tropicales. En
esa ocasión estudió las interacciones entre las lombrices de tierra
geófagas tropicales y la microflora para utilizar la materia orgánica
del suelo.
“En la tesis de doctorado determiné el
efecto de las lombrices sobre las bacterias del suelo midiendo su
respiración, porque es una manera de saber qué está activo, y en el
contenido intestinal, ya que son lombrices que comen 100 por ciento
tierra, ahí pude demostrar que las lombrices activaban los
microorganismos pero nunca supe bien qué microorganismo lo hacía. Ahora
con este proyecto y la posibilidad que tenemos de ver realmente quién
hace qué, o qué sustancias son, porque las bacterias generan hormonas,
cuerpos activos que hacen responder a la planta, entonces vamos a
intentar ver toda esa cadenita con el café”, detalla.
En entrevista, la investigadora nacional
nivel I refiere que este proyecto representa una oportunidad de
regresar a su antigua línea de investigación para responder a las
preguntas que aún siguen haciéndose.
Para ello es esencial el equipo y herramientas analíticas de punta que posee el clúster científico y tecnológico BioMimic®, con el cual podrán ver y medir sustancias de manera muy fina.
Para la caracterización de las
comunidades bacterianas y su rol funcional en el intestino de la lombriz
y en la rizósfera del café, se extraerán el ADN y ARN de las muestras
de suelo rizosférico y se hará uso del secuenciador Illumina MiSeq. Para
las sustancias promotoras de crecimiento se hará uso del sistema de
cromatografía de líquidos de ultra alta resolución (UPLC, por sus siglas
en inglés).
En la investigación —que está en sus
inicios— participan los doctores Frédérique Reverchon y José Antonio
Guerrero Analco, investigadores de la Red de Estudios Moleculares
Avanzados del Inecol; el doctor Luc Villain, del Centro de Cooperación
Internacional en Investigación Agronómica para el Desarrollo (CIRAD, por
sus siglas en francés), que realiza una estancia en este centro público
del Conacyt, y el doctor Manuel Blouin, que colaborará desde l’Institut
National supérieur des sciences agronomiques, de l’alimentation et de
l’environment en Dijon, Francia; además de los técnicos académicos
Ofelia Ferrera Rodríguez, Juan Luis Monribot Villanueva, Emanuel
Villafán de la Torre y del Laboratorio de análisis químicos de suelo,
agua y plantas.
Trabajo colaborativo
El proyecto contempla experimentos en invernadero de manera comparativa sobre la variedad de café Coffea arabica (por ser la especie cultivada de mayor interés en México) y la variedad porta-injerto C. canephora
(por ser un injerto en pleno desarrollo en el país), a fin de reconocer
qué tan diferentes son sus rizósferas y cuán fuerte es el efecto de la
lombriz en ambas especies y en sus comunidades bacterianas.
Los experimentos se harán a través de
métodos analítico y comparativo en muestras con y sin lombriz, para
analizar la diversidad bacteriana presente en ambas y la presencia e
incremento de sustancias.
“La idea es saber si la lombriz estimula
ciertas bacterias, o si estas lo hacen por sí solas; queremos descubrir
quién hace qué, y ver en el café y sus raíces si hay una respuesta a
eso”, agrega.
En estos trabajos, la doctora Frédérique
Reverchon —especialista en microbiología de suelos— analizará la
biodiversidad de las bacterias antes, dentro del intestino y una vez que
salen de las lombrices; además se analizará a nivel molecular cuáles
son las bacterias que producen las sustancias que provocan resistencia a
las enfermedades o crecimiento en las plantas.
El doctor José Antonio Guerrero Analco
será el responsable de la química orgánica para determinar el contenido
de auxinas y otros promotores de crecimiento en la rizósfera de las dos
especies de café, así como en el intestino y excretas de P. corethrurus.
El doctor Luc Villain, quien es
especialista en nematodos en el café, tendrá a su cargo el estudio de
los cafetos y su rizósfera; en tanto que el doctor Manuel Blouin
colaborará con lo referente al modelo de interacción
lombriz-microorganismo-planta.
Posibles aplicaciones
En México, el cultivo del café es una de
las principales actividades productivas, al sembrarse en cerca de 690
mil hectáreas en 12 estados y generar un valor en el mercado de
alrededor de 30 mil millones de pesos anuales; Chiapas, Veracruz, Oaxaca
y Puebla son los principales estados productores al colaborar con 84
por ciento de la superficie sembrada; a la fecha, el país es el
principal productor de café orgánico del mundo, señalan datos de la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación (Sagarpa).
La roya (Hemileia vastatrix) y la corchosis de la raíz (provocada por el nematodo Meloidogyne paranaensis) son las principales enfermedades que afectan el café.
Isabelle Barois señala que en el
proyecto que sometieron a consideración del Conacyt solamente hacen
énfasis a la investigación sobre las interacciones lombrices-bacterias
en la rizósfera; no obstante, el conocimiento que se genere podría
aplicarse a la búsqueda de soluciones para atacar la corchosis de la
raíz.
Indica que el doctor Blouin fue de los
primeros en demostrar científicamente que la presencia de lombrices
hacía que las plantas reaccionaran con mejores defensas contra
enfermedades, en particular contra los nematodos. Además, refiere que
recientemente un estudiante de maestría (Puga-Ayala) estudió el efecto
de la presencia de P. corethrurus
con la corchosis en el café (cuando el nemátodo penetra la raíz
provocando su engrosamiento y eventualmente la muerte de la planta) e in vitro
mostró que cuando hay lombrices hay menos nematodos y las plantas
tienen una mejor tolerancia a la enfermedad. Es por ello que el proyecto
abre la oportunidad de desarrollar más líneas de investigación que
tengan un impacto directo.
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