Mecanismos de acción y determinantes bacterianos implicados en la actividad de biocontrol de bacillus

El control biologico de plagas y enfermedades vegetales es, en principio, una estrategia de control respetuosa con el medio ambiente, por lo que se ha convertido en un interesante metodo de control: En este sentido, la popularidad creciente de los programas de manejo integrado de plagas y enfermedades, ha contribuido al incremento del uso de estos agentes de biocontrol. El control integrado tiene como principal objetivo, la racionalizacion del empleo de pesticidas, haciendo enfasis en la contribucion que otros metodos de control tales como el biocontrol puedan aportar al manejo de las enfermedades. Por tanto, el conocimiento amplio de los mecanismos de accion de un agente de biocontrol es un requerimiento clave para su posterior desarrollo como producto de control biologico. Diversas especies del genero Bacillus se encuentran entre los biopesticidas de mayor exito en el control de diferentes enfermedades de plantas debido, entre otras propiedades, a su capacidad de producir diferentes compuestos antimicrobianos. Los antibioticos lipopeptidos han recibido especial atencion por su amplio espectro de accion, frente a hongos y bacterias patogenas responsables de enfermedades en raices, partes aereas de la planta y en condiciones de postcosecha; y que ademas pueden contribuir al control de las enfermedades mediante diferentes mecanismos de accion. En nuestro laboratorio se seleccionaron dos cepas de B. subtilis por su capacidad antagonista frente a un amplio rango de patogenos fungicos, demostrandose que estas dos cepas de B. subtilis producian las tres principales familias de lipopectidos, se planteo como objetivo 1 de esta tesis evaluar el espectro de accion de estas cepas de B. subtilis frente a otros patogenos aereos de origen bacteriano y analizar el papel de los lipopeptidos en la posible actividad supresora. En el capitulo 2 se llevaron a cabo ensayos de biocontrol que revelaron que dos enfermedades bacterianas, la mancha bacteriana y la podredumbre blanda causadas por Xanthomonas campestris pv. cucurbitae y por Pectobacterium carotovorum subsp carotovorum respectivamente, eran eficazmente controladas por estas cepas de B. subtilis. En los ensayos de biocontrol utilizando una coleccion de mutantes simples incapaces de producir iturina, bacilomicina o fengicina, y en los estudios microscopicos confirmamos el papel esencial de los lipopeptidos de la familia de las iturinas en la actividad de biocontrol de estas cepas de B. subtilis. En el capitulo 3, profundizamos sobre el papel de las surfactinas en la colonizacion del filoplano de melon. Los estudios de colonizacion que se llevaron a cabo con las cepas de B. subtilis y un mutante defectivo en la produccion de surfactina, demostraron que las surfactinas estaban implicadas en la formacion de biopelicula sobre las hojas de melon, ya que en los mutantes defectivos en surfactina se observo la desaparicion de la formacion de matriz extracelular y una dismunicion en la capacidad de colonizacion en la capacidad de control biologico con respecto a las cepas silvestres de B. subtilis. Estos resultados resaltan que las surfactinas son esenciales para la formacion de biopeliculas sobre hojas de melon y la colonizacion eficaz del filoplano, ambas caracteristicas indispensables en un agente de biocontrol eficaz. En el capitulo 4 demostramos que el fenomeno quorum quenching no esta implicado en la capacidad de biocontrol de B. subtilis frente a bacterias fitopatogenas.