Los científicos rusos han hecho un descubrimiento importante: la bacteria Nocardia mangyaensis NH1 sintetiza más de 10 compuestos diferentes que pueden unir metales del medio ambiente.
Debido a la capacidad de formar complejos con metales, este microorganismo puede utilizarse como biofertilizante que aumenta la disponibilidad de microelementos para las plantas agrícolas. Además, los autores descubrieron que N. mangyaensis NH1 sintetiza compuestos con actividad antioxidante y antifúngica, por lo que los fármacos basados en el microorganismo también ayudarán en la lucha contra las infecciones de las plantas.
Los resultados del estudio, financiado con una subvención de la Fundación Rusa para la Ciencia, se publicaron en la revista Scientific Reports.
La agricultura moderna se enfrenta a muchos problemas: la fertilidad del suelo disminuye, el número de enfermedades de las plantas agrícolas aumenta y, como resultado, la productividad disminuye.
Los cultivos suelen tener deficiencia de hierro biodisponible por varias razones, incluido el uso excesivo de fertilizantes químicos. Una deficiencia de iones de hierro provocará alteraciones en la respiración, el metabolismo y la producción de clorofila de las plantas , un pigmento vital para la fotosíntesis .
Las bacterias del suelo que sintetizan sideróforos, que son sustancias de bajo peso molecular que se unen a los iones de hierro, ayudarán a corregir la situación. Gracias a estos compuestos, los microorganismos absorben del suelo el hierro de difícil acceso y lo transfieren a las plantas en un proceso de simbiosis mutuamente beneficiosa. Uno de estos microorganismos es Nocardia mangyaensis , una bacteria del suelo con forma de varilla que puede unir hierro y servir como biofertilizante prometedor en la agricultura.
Los científicos de la Universidad Federal de Kazán (región del Volga ) aislaron la bacteria N. mangyaensis NH1 de las rocas, luego analizaron el genoma de la bacteria e identificaron grupos de genes responsables de la síntesis de sideróforos. En particular, identificaron dos clases de enzimas que sintetizan péptidos (moléculas proteicas cortas) con diferentes grupos funcionales necesarios para la producción de sideróforos. El estudio de estas enzimas implicadas en la formación de sideróforos es de gran importancia para los desarrollos de la bioingeniería en diversos campos de la industria, incluida la agricultura.
Objeto de estudio: bacteria Nocardia mangyaensis NH1. Autor de la foto: Tatyana Ivoilova.
Los autores analizaron la composición química de los compuestos sintetizados por la bacteria, lo que permitió, junto con los sideróforos, detectar fitohormonas, lipopéptidos y péptidos cíclicos que tienen la capacidad de unirse a metales. Estas hormonas también tienen actividad antioxidante y antifitopatógena contra hongos microscópicos comunes que causan enfermedades en la papa y el trigo.
La primera autora del artículo es Irina Hilyas. Autor de la foto: Tatyana Ivoilova.
La combinación de una serie de actividades biológicas indica que la adición de Nocardia mangyaensis NH1 al suelo realmente ayudará a las plantas a evitar la deficiencia de hierro y, al mismo tiempo, aumentará la productividad de los cultivos y reducirá las pérdidas por enfermedades y factores de estrés.
“Una de las formas ambientalmente atractivas de aumentar la productividad de las plantas agrícolas es introducir en el suelo productos biológicos a base de bacterias. Los datos que obtuvimos son necesarios para el desarrollo de biofertilizantes y biopesticidas mediante la modificación específica de bacterias para mejorar la salud del suelo, aumentar la productividad y aumentar la resistencia de las plantas a diversos factores estresantes ”, señala el director del proyecto, financiado con una subvención de la Fundación Científica Rusa. , Margarita Sharipova, Doctora en Ciencias Biológicas, Profesora del Departamento de Microbiología de la Universidad Federal de Kazán (Privolzhsky).
Fuente: servicio de prensa de la Fundación Científica Rusa.
En la foto del título aparecen miembros del equipo de investigación. Autor de la foto: Tatyana Ivoilova.
