Bacteria endófita

Bacteria endófita
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Concepto:Son microorganismos unicelulares que viven sin causar daño en el interior de células o tejidos de plantas.

Bacterias endófitas. Son aquellas bacterias que residen en tejidos de las plantas, principalmente espacios intercelulares, raramente en espacios intracelulares y dentro de tejidos vasculares sin causar síntomas de enfermedad en la planta. Etinológicamente endófito se deriva del griego endon, que significa dentro y phyte que significa planta.

Generalidades

Los endófitos son un grupo específico de microorganismos (bacterias, actinomicetos y hongos) que viven sin causar daño en el interior de células o tejidos de plantas superiores durante una parte de su ciclo de vida, estas pueden encontrarse en diferentes tipos de tejidos vegetales incluyendo los de las semillas, frutos, hojas, tubérculos, tallos etc. Algunos endófitos tienen mecanismos para colonizar las plantas. Otros son patógenos para humanos, tal es el caso de Salmonella sp., que se ha encontrado como endófito en zanahoria, y esa bacteria no se ha eliminado por el procedimiento de desinfección el cual eliminan las bacterias superficiales.
Dentro de los endófitos un grupo importante son las bacterias endofíticas estas bacterias son universales en las plantas y a su vez cada planta puede tener uno o más especies. Por eso es de esperarse una gran diversidad de bacterias endofíticas. El número de bacterias endofíticas varia, principalmente depende de la planta que colonizan y la región de donde fueron obtenidas.

Localización

Las bacterias endófitas entran en el tejido vegetal sobre todo en la zona de la rizosfera; sin embargo, también pueden penetrar por las aperturas naturales aéreas de plantas, tales como flores, tallos, cotiledones, , o a través de daño foliar. Habitualmente, las bacterias entran en tejidos a través de las grietas que se forman en los puntos de emergencia de las raíces laterales, colonizando las radículas, así como las uniones de las raíces principales y secundarias, posteriormente los espacios intercelulares de la raíz, el parénquima y células corticales, algunos penetrando al cambium para alcanzar al tejido vascular incluyendo al de hojas y tallos.
Dentro de una planta, las bacterias endófitas se localizan cerca del punto de entrada o dispersas dentro de ella, ya que se han aislado de toda la planta incluyendo las semillas. Las preferencias de ubicación en sitios específicos, parece ser característico de compatibilidad especie-cepa. Las bacterias endófitas se localizan principalmente en la zona cortical de la raíz de la mayoría de las plantas, ya sea de manera latente o activa; pueden localizarse en los espacios intracelulares, intercelulares o en el tejido vascular (Figura 1). La asociación de las bacterias endófitas con su hospedero puede ser mutualista y llegar hasta el umbral de un organismo patógeno en estado de latencia.

Figura 1. Bacterias endófitas. Micrografía de raíz primaria donde se observan bacterias residiendo en el interior de plantas.

A) Demuestra su organización en epidermis moviéndose hacia adentro a la corteza (c) y finalmente en el estele (s).
B) Sección de la figura A agrandada para demostrar las bacterias (flecha) situadas sobre la epidermis y bacterias situadas dentro de los espacios intercelulares de la corteza.
C) Demuestra la localización intercelular de las células bacterianas, flechas.
D) Las células del estele muestran bacterias en la flecha al lado de las células primarias del floema (p) apenas debajo de los endodermis (tomado de Bacon et al., 2001).

Función

Anteriormente se desconocían las funciones de los endófitos. Inicialmente, las bacterias endofíticas fueron consideradas como patógenos latentes o como contaminantes de una incompleta desinfección incompleta de la superficie, pero desde entonces varios reportes han demostrado que las bacterias endofíticas son capaces de promover el crecimiento y la salud de la planta. Los microorganismos endófitos también inhiben a patógenos, ayudan a promover la contaminación, solubilizan fosfatos y contribuyen a la asimilacióndel nitrógeno por las plantas.
Se ha reportado que las bacterias endofíticas pueden tener dos efectos principales. En primer lugar, es posible que, incrementen la capacidad de las plantas de absorber los nutrientes del suelo, mediante el incremento y desarrollo de raíces, ayudando a la solubilización de los fosfatos y la fijación biológica del nitrógeno. En segundo lugar, se documenta el potencial de estos microorganismos como agentes controladores de patógenos. Este fenómeno de biocontrol se presenta debido a que los endófitos pueden establecer una relación mutualista con la planta desde su interior, mediante la cual le confieren protección contra factores bióticos y abióticos adversos.

Control biológico

El principal rol de las bacterias endófitas en las actividades fisiológicas de la planta hospedera está influenciada por un aumento de la resistencia a condiciones de estrés del ambiente, insecto, nemátodos y enfermedades. Las bacterias endófitas pueden también acelerar el crecimiento de las plantas y las capacidades de fijación de nitrógeno y la movilización de elementos como el fósforo. Constituyen una fuente incalculable de metabolitos secundarios y de fuente de nuevas drogas de importancia biotecnológica y de programas para el manejo de enfermedades de las plantas. La eficacia de los endófitos como agentes de control biológico depende de muchos factores: la especificidad del huésped, la dinámica de la población y el patrón de colonización, la capacidad de moverse dentro de los tejidos del huésped, y la capacidad de inducir resistencia sistémica.
Las bacterias endófitas han mostrado actividad promotora de crecimiento vegetal en diferentes cultivos de importancia económica como papa, tomate y arroz. Diversos aislamientos son capaces de inducir resistencia frente a estreses tanto bióticos como abióticos en plantas inoculadas; también se ha demostrado que las comunidades de endófitos disminuyen el desarrollo de enfermedades y en algunas instancias la relación planta-endófito ha mostrado especificidad por el tipo de tejido de colonización.
Para considerar un microorganismo endofítico como potencial agente de biocontrol se requieren ciertas características. En primer lugar, que no sea patógeno de plantas, hombres o animales. Debe tener una elevada capacidad de colonización y reproducción en los tejidos internos después de su inoculación en las plantas, ya que una población que declina rápidamente tiene una baja capacidad competitiva con la microflora presente en la planta. Además, que tenga capacidad de reducir o suprimir eficientemente la población de nematodos por debajo del nivel crítico. También es muy importante que tenga la capacidad de reproducirse abundantemente en condiciones in vitro para asegurar su reproducción y conservación a nivel comercial; además, debe ser de fácil aplicación.

Ejemplos

Las bacterias endófitas pueden invadir inter e intracelularmente y penetrar los tejidos centrales. La entrada de las bacterias dentro de las raíces es un proceso activo mediados por enzimas (exogluconasas y endogluconasas) degradadoras de polímeros de la pared celular. Esta hipótesis fue derivada del análisis de datos que demuestran la presencia de enzimas celulíticas y pectinolíticas producidas por bacterias endofíticas.

Arroz

Existen reportes de poblaciones de organismos endofíticos diazotróficos en plantas de arroz de 102 a 103 UFC g-1(peso fresco) tanto de raíces y tejidos. En ramas de plantas cítricas se ha reportado de 103 a 104 UFC g-1(peso fresco); también se han reportado en caña de azúcar 102 a 106 UFC g-1. Como ejemplo de estas bacterias se pueden mencionar: la bacteria Azoarcus sp BH72, fue detectado el pili Tipo IV, un factor de virulencia determinante para la adherencia de estas en las células de las gramíneas, Azospirillum irakense y Pseudomonas fluorescens. Las bacterias endófitas han sido aisladas desde diferentes tejidos de plantas de arroz. Las investigaciones realizadas, comúnmente han aislado e identificado a Pantoea desde semillas, Methylobacterium desde macollas, Azospirillum y Herbaspirillum desde tallo y raíces y Burkholderia y Rhizobium desde raíz de diferentes variedades de arroz.

Banano

También existen poblaciones endofíticas, tanto de Pseudomonas como de Bacillus, aisladas de tejidos internos de banano, que han evidenciado un gran potencial como agentes biológicos de control de Radopholus similis en condiciones de invernadero.
Estudios moleculares recientes han revelado una gran riqueza de filotipos de bacterias endófitas asociados a deferentes especies de plantas, aunque esta lista no es completa debido a que continuamente existe reporte de nuevas endófitas, en ella se ubican los principales Phyllum de estos microorganismos y las especies de plantas donde han sido aisladas e identificadas.

Referencias

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