Aplicación de cepas nativas del grupo Bacillus subtilis para el control biológico de enfermedades fúngicas: Optimización de las condiciones nutricionales para el crecimiento bacteriano, desarrollo de biofilm y la producción de lipopéptidos cíclicos

BERTORELLO, M; MEDEOT, D.B.; LIAUDAT, J.P.; ROSSI, F.; JOFRE, E.

Tucumán

Simposio; X Simposio Nacional de Biotecnología REDBIO Argentina 2015; 2015

Las enfermedades fúngicas son comunes en la producción agrícola provocando cuantiosas pérdidas económicas. Para su manejo actualmente se utilizan fungicidas químicos, a pesar de los impactos negativos para el ambiente y las personas expuestas. Por ello, uno de los principales desafíos ecológicos es el desarrollo de alternativas biotecnológicas compatibles con el medio ambiente para mitigar el uso de agroquímicos. Entre estas alternativas adquieren relevancia los biopesticidas que son organismos vivos y/o sus derivados naturales?como los lipopéptidos cíclicos (LPCs)?capaces de controlar las poblaciones de patógenos. En nuestro grupo se han aislado e identificado cuatro cepas nativas pertenecientes al grupo Bacillus subtilis, denominadas ARP23, MEP218, A6 y A7, que son capaces de inhibir in vitro e in vivo el desarrollo de diferentes especies de hongos fitopatógenos a través de la producción de LPCs. Con el objetivo de optimizar el rendimiento del cultivo, la producción de biofilm y de LPCs para maximizar la capacidad de control biológico de patógenos y su aplicación biotecnológica en cultivos de relevancia agroeconómica, en este trabajo se evaluaron diferentes condiciones nutricionales y distintas relaciones carbono:nitrógeno. Como medio base para el crecimiento de las cepas de Bacillus se empleó el medio MOLP?óptimo para la producción de LPCs?que contiene sacarosa y cloruro de amonio como fuentes de carbono y nitrógeno en una relación C:N 10:1. Como fuentes alternativas de C y N se ensayaron glucosa, fructosa, NO3K y NH4NO3, cada una en las relaciones C:N de 10:1, 5:1 y 2:1. En todos los casos las cepas se cultivaron en microplacas de 96 pocillos a 30 ºC durante 48 h. Luego se determinaron el número de UFC. mL1 mediante recuento en placa, la producción de biofilm mediante tinción con cristal violeta y posterior medición de la absorbancia a 570 nm, y la producción de LPCs en los sobrenadantes de cultivos, mediante el ensayo de colapso de la gota. Las cepas presentaron distintos perfiles de crecimiento como así también de producción de biofilm en los distintos medios y relaciones C:N ensayadas. En las cepas A6 y A7, la mayor producción de biofilm se evidenció en la relación C:N 10:1. Para la cepa A6, la glucosa resultó ser la fuente preferencial de C para el crecimiento, mientras que para la cepa A7 fue indistinto. En cuanto a la producción de LPCs, la cepa A7 resultó ser la más eficiente ya que se visualizó el colapso de la gota en diluciones 1:32 de los sobrenadantes de los cultivos. Además, se observó que la mayor producción de biofilm y de LPCs ocurrió en la relación C:N 10:1. La cepa A6 también resultó ser también eficiente en la producción de LPCs alcanzando el mayor título (1:16) en la condición fructosa: NH4NO3. Para la cepa MEP218 se observó producción de biofilm en todas las condiciones, sin embargo dicha producción disminuye a medida que se incrementa la relación C:N. Para esta cepa, la relación C:N óptima resultó ser 2:1, ya que se obtuvo el mejor rendimiento del cultivo (1x1010 UFC. mL-1), buena producción de biofilm y de LPCs. Por otra parte, la cepa ARP23 produjo mayor cantidad de biofilm en la relación C:N 5:1. Sin embargo, en esta cepa sólo se detectaron LPCs en los sobrenadantes sin diluir, independientemente de la relación C:N ensayada. Nuestros resultados indican la necesidad de ajustar las relaciones C:N de los medios de cultivos y de utilizar diferentes fuentes de C y N, según la cepa a emplear, para lograr formulaciones a base de Bacillus eficientes para su uso como agentes de control biológico de enfermedades fúngicas.