Laboratorio de Microbiología Molecular

Laboratorio de Microbiología Molecular

El laboratorio de microbiología molecular realiza investigación en microorganismos benéficos y patógenos.

 

1)  Microorganismos benéficos

Una gran diversidad de hongos y bacterias juegan un papel imprescindible en la nutrición y salud de la planta. Algunos microorganismos están especializados en ofrecer nutrientes a las raíces de las plantas, otros en reciclar nutrientes y otros en retirar compuestos tóxicos de los tejidos vegetales o de lugares cercanos a estos. Existen también microorganismos beneficiosos que por competencia con microorganismos patogénicos o por activación de las vías de defensa de las plantas, incrementan la salud de ellas y actúan previniendo enfermedades.

El laboratorio de Microbiología molecular de la Fundación PROINPA está dedicado a identificar taxonómicamente especies microbianas benéficas secuenciando algunos genes marcadores. Estos microorganismos son investigados en paralelo para confirmar sus propiedades beneficiosas. Posteriormente, aquellas especies que han sido taxonómicamente identificadas y que han mostrado excelentes propiedades protectoras o de manejo de nutrientes en ensayos de laboratorio, invernadero y campo, son multiplicadas masivamente para la aplicación como abonos vivos en huertos y parcelas con agricultura orgánica.

Más aun, dado que la diversidad microbiana en los ambientes naturales es inmensa, la Fundación PROINPA está estudiando la diversidad microbiana de suelos fértiles y comparándola con la diversidad microbiana de suelos degradados en valles andinos. Se está utilizando una aproximación novedosa y de última tecnología llamada ‘metagenómica’ que consiste en secuenciar en masa todo el ADN que se puede extraer de una muestra de suelo. Se calcula que solo el 1-10% de los microorganismos del suelo pueden crecer en medios de cultivo sintéticos, quedando el 99-90% restante en un total desconocimiento. La metagenómica de suelos permite identificar los cientos o miles de especies de hongos o bacterias que un suelo puede tener utilizando el ADN microbiano y sin necesidad de cultivar los microorganismos en medios de artificiales, logrando así estudiar los microorganismos que no pueden crecer en medios de cultivo.

El resultado del estudio metagenómico de los microorganismos del suelo aportará al conocimiento científico sobre la diversidad microbiana de suelos fértiles y suelos infértiles particularmente en suelos de valles y montañas andinas. Además, este estudio busca identificar algunas especies bacterianas que puedan servir de indicadores de la fertilidad de suelos y de un correcto manejo de los suelos. Así por ejemplo, las especies indicadoras podrán indicar si las labores culturales que se realizan en un determinado suelo son correctas o requieren mejoras. Por último, las especies microbianas que participan en otorgar fertilidad a los suelos y por tanto están presentes en los suelos fértiles, pueden ser estudiadas en mayor detalle, ensayadas por sus propiedades beneficiosas y multiplicadas masivamente como se indicó anteriormente.

 

2)  Patógenos bacterianos

Las enfermedades producidas por bacterias afectan seriamente algunos cultivos de alta importancia económica y social en Bolivia. En el laboratorio de Microbiología molecular de la Fundación PROINPA se están investigando dos patógenos bacterianos por los significativos perjuicios que ocasionan  a valiosos cultivos: 1) Ralstonia solanacearum llega a causar la pérdida del 70% de la producción de papa de un agricultor promedio y el 100% de la papa almacenada; 2) Agrobacterium tumefaciens, reduce significativamente la producción de fruta, especialmente de durazno, siendo la mayor preocupación de los fruticultores del valle alto de Cochabamba.

La bacteria  R. solanacearum (figura), un patógeno muy agresivo que causa el marchitamiento y eventualmente la muerte de la planta, constituye un excelente modelo de estudio de la interacción planta-patógeno. Así, los investigadores de la Fundación PROINPA se han enfocado en comprender el proceso infectivo a nivel molecular de esta bacteria y los genes que están involucrados en la patogenicidad. En particular, los esfuerzos se centran en un grupo de genes que codifican proteínas esenciales para producir la enfermedad en la planta. Se trata de responder a preguntas como: ¿Qué función específica cumplen estas proteínas en el proceso infectivo? ¿Cuándo actúan estas proteínas? ¿Cómo se coordinan entre si para producir la enfermedad y anular la respuesta de defensa de la planta? Esta investigación constituye uno de los pocos casos de ciencia básica llevada a cabo en el país.

La bacteria A. tumefaciens, aunque controlada en muchos países, en Bolivia aún causa serios problemas. La investigación que se realiza en la Fundación PROINPA está enfocada a brindar ayuda a los fruticultores con un servicio de diagnóstico preciso, confiable y muy sensible de la presencia de este patógeno en tierras de cultivo así como en plantas. La detección oportuna de A. tumefaciens puede: 1) prevenir la producción en viveros e invernaderos de plantas enfermas y su posterior comercialización, 2) colaborar en el establecimiento de nuevos huertos en suelos limpios y con plantas sanas, 3) garantizar la inocuidad del material vegetal utilizado para realizar injertos y 4) ayudar a conservar el óptimo estado sanitario de suelos y aguas de riego en invernaderos, viveros y huertos frutales.

La  investigación en A. tumefaciens no solo se centra en el diagnóstico sino también en entender la diversidad genética que existe entre las cepas de esta bacteria en Bolivia y la relación que existe con la diversidad genética de cepas del mundo entero. Varios análisis de filogenia y microevolución molecular complementan el estudio dando una comprensión más completa de las especies y cepas que están incluidas en el género Agrobacterium.

 

El laboratorio de microbiología molecular realiza los servicios en microorganismos benéficos y patógenos.


 La identificación precisa y detección precoz de agentes patógenos es la piedra angular en el manejo de enfermedades de los cultivos. El diagnóstico exacto de los patógenos vegetales puede también prevenir el uso innecesario e inadecuado de pesticidas, lo que a su vez contribuye a la economía de los agricultores y a la sostenibilidad ecológica de los cultivos.

Muchos patógenos que atacan a los cultivos son difíciles de identificar usando criterios morfológicos, siendo las técnicas de detección por métodos moleculares una alternativa eficaz para el correcto diagnóstico de patógenos. Estas técnicas pueden generar resultados precisos con la rapidez suficiente como para ser útil en la toma de decisiones.

El laboratorio de Microbiología molecular de la Fundación PROINPA ofrece el servicio de diagnóstico de patógenos por métodos moleculares a la comunidad agrícola y forestal del país. Este laboratorio, cuenta con el equipamiento necesario y el personal especializado para brindar un servicio óptimo de detección de patógenos. Este servicio está diseñado para otorgar el mayor grado de confiabilidad, rapidez y sensibilidad en la detección de patógenos de difícil identificación, siendo esta metodología la más indicada para un diagnóstico de alta precisión. Nuestros servicios incluyen el análisis de patógenos de material vegetal (hongos, bacterias, virus y fitoplasmas) y de muestras ambientales (suelo), así como el asesoramiento en medidas de control adecuadas para atenuar los problemas asociados con las enfermedades de cultivos agrícolas, ornamentales y forestales. Actualmente se tienen disponibles métodos de detección de los siguientes patógenos: Agrobacterium tumefaciens, Ralstonia solanacearum, especies de Erwinia, Pyrenochaeta terrestris, virus X de la papa. Dependiendo del patógeno, se pueden ajustar métodos de detección de patógenos a pedido de instituciones, empresas y agricultores particulares. El laboratorio también ofrece la posibilidad de hacer entrenamientos, pasantías y cursos en tópicos de fitopatología y diagnóstico por técnicas moleculares.

Se debe tomar en cuenta que la Fundación PROINPA, está reconocida por el Servicio Nacional de Sanidad Agropecuaria e Inocuidad Alimentaria (SENASAG) como una institución acreditada para proveer servicio de diagnóstico vegetal a nivel nacional.

 

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