Metabolitos con actividad antifúngica producidos por el Género Bacillus

Resumen

Bacterias pertenecientes al género Bacillus son importantes agentes de control biológico, es decir actúan en el suelo liberando metabolitos que impiden el desarrollo de otros microorganismos que son patógenos para el desarrollo de las plantas, por lo tanto estas bacterias se convierten en una alternativa a la aplicación de agroquímicos. Entre los distintos mecanismos de biocontrol utilizados por Bacillus subtilis se encuentran la producción de enzimas extracelulares, la estimulación de las capacidades defensivas de la planta y fundamentalmente la producción de metabolitos secundarios que son en su mayoría lipopéptidos de bajo peso molecular. Estos metabolitos, en base a sus propiedades biológicas y fisicoquímicas, se los clasifica en tres familias: Surfactinas, Fengycinas e Iturinas. Las surfactinas son poderosos biosurfactantes y estas propiedades estructurales las capacita para actuar como fuertes desestabilizantes de membranas biológicas.

Por otra parte, Bacillus subtilis bajo ciertas condiciones de cultivo posee la capacidad de formar un  biofilm que la protege frente a condiciones ambientales adversas.

El objetivo de este trabajo fue vincular la producción de metabolitos antifúngicos con la formación de biofilm y el crecimiento, modificando las condiciones de cultivo a través de la variación de la concentración del monómero de ácido L–glutámico y utilizando diferentes fuentes de carbono.

Se realizaron ensayos de antibiosis y se seleccionaron fracciones activas contra los hongos Fusarium solani y Pythium sp., con los sobrenadantes bacterianos activos se realizó un barrido espectral. Se estudio la presencia de biosurfactantes mediante la detección de actividad hemolítica e índice de emulsificación. Se optimizó la concentración de la fuente nitrogenada para la obtención de un biofilm.

 Conclusiones: B. subtilis subsp. spizizenii  mostró actividad antifúngica contra los fitopatógenos Fusarium solani y Pythium sp.. Esta actividad se encontró en los extractos acuosos de cultivos en su fase estacionaria tardía de crecimiento y alguno de los metabolitos activos implicados absorben a 300nm.

La mayor  actividad antifúngica se obtuvo cuando la concentración de ácido L-glutámico fue 34mM y la fuente carbonada utilizada fue glicerol 1%. Esto sugiere que la síntesis de estos metabolitos fue mayor cuando la bacteria desarrolló en condiciones nutricionales deficitarias utilizando una fuente carbonada de tres carbonos como el glicerol. Bajo esas condiciones nutricionales la bacteria pudo desarrollar un biofilm, esta matriz propiciaría un ambiente protegido para el crecimiento de la bacteria y para que desarrolle su acción de biocontrol contra los microorganismos patógenos.

B. subtilis subsp. spizizenii liberó al medio extracelular sustancias  biosurfactantes, la liberación de estas moléculas sería un mecanismos por el cual la bacteria podría ejercer su actividad antifúngica desestabilizando las membranas celulares de los fitopatógenos.