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Oculto en las semillas: bacterias que sobreviven en el duro interior de las semillas de maracuyá

Oculto en las semillas: bacterias que sobreviven en el duro interior de las semillas de maracuyá
Diversidad y características de bacterias endofíticas cultivables de semillas de Passiflora edulis. Crédito: Universidad de Ciencias de Tokio

Al igual que los microbios que residen en el intestino humano, el interior de una planta también puede albergar microorganismos. 


por la Universidad de Ciencias de Tokio


Residiendo dentro de raíces, tallos, hojas, frutos e incluso semillas, y desarrollando una relación sinérgica con su huésped, estos microorganismos «endofíticos» no tienen por qué dañar necesariamente la planta. En cambio, a menudo son beneficiosos para la germinación, el crecimiento y la defensa. Sin embargo, el interior de las plantas también contiene muchos «metabolitos secundarios», que son compuestos bioactivos naturales que tienen fuertes propiedades antimicrobianas, lo que hace que este entorno sea típicamente hostil para los microorganismos.

Ahora, por primera vez, un grupo de investigación que incluye al Dr. Toshiki Furuya, profesor asociado del Departamento de Ciencias Biológicas Aplicadas de la Universidad de Ciencias de Tokio, Japón, ha logrado aislar bacterias de las semillas de la maracuyá (Passiflora edulis). Su investigación, que también descubre los mecanismos de supervivencia de estas bacterias dentro de las semillas, se ha publicado en la revista MicrobiologyOpen .

En su estudio, los científicos se centraron en las semillas de P. edulis. Las semillas de esta fruta están llenas de metabolitos secundarios con fuertes propiedades antimicrobianas, como resveratrol y piceatannol, este último presente en niveles altos de hasta 2.2 mg / g. El Dr. Furuya revela el fundamento de la elección de semillas de maracuyá para el estudio: «La concentración extraordinariamente alta de piceatannol protege las semillas de P. edulis de los microorganismos. Pensamos que sería interesante saber si algún microorganismo endofítico podría sobrevivir a este ambiente extremo y si sí cómo.» Informes anteriores mostraron que los endófitos capaces de sobrevivir en un entorno rico en compuestos biológicamente activos poseían actividades biocatalíticas relacionadas con el metabolismo de estos compuestos.

Los científicos recolectaron y esterilizaron en la superficie las semillas de P. edulis cultivado naturalmente antes de cortarlas o triturarlas y colocarlas en un medio de crecimiento sólido a base de agar para verificar el crecimiento microbiano. Si bien no apareció ninguna colonia microbiana a partir de las semillas cortadas u homogeneizadas, curiosamente, las plántulas que brotaron de las semillas cortadas, cuando se expusieron a los medios de crecimiento, dieron lugar a colonias microbianas. Luego, los científicos realizaron una secuenciación para identificar las bacterias que aparecieron en la placa de agar.

Los hallazgos fueron notables. De las plántulas, los científicos aislaron 19 cepas, incluidas tres cepas de bacterias de varios géneros no declaradas previamente. Ellos plantearon la hipótesis de que dentro de las semillas, el piceatannol ejercía efectos bacteriostáticos (o «estancamiento del crecimiento bacteriano») en lugar de bactericidas (o «matanza de bacterias») sobre las bacterias residentes. La Sra. Aoi Ishida, coautora del estudio, explica: «Debido a la presencia de una alta concentración de piceatannol, el crecimiento de la bacteria se estancó dentro de la semilla, pero cuando se transmitió a las plántulas de próxima generación durante la germinación, las bacterias se aliviaron del efecto del piceatannol y pudieron volver a crecer «. Los científicos también encontraron una de las bacterias, Brevibacterium sp. PE28-2, poseer la capacidad de convertir resveratrol y piceatannol en sus respectivos derivados. Este es el primer endófito que muestra tal actividad.

El Dr. Furuya y la Sra. Ishida tienen muchas esperanzas de que el método establecido en este estudio sea eficaz para aislar varias bacterias endofíticas útiles de una variedad de plantas. Además, considerando el enfoque actual en la ingeniería de nuevas biomoléculas con diversas aplicaciones, los resultados de este estudio acelerarían la investigación sobre bacterias endofíticas de semillas .



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