Investigadores analizan el desempeño de la bacteria en el control de la roya del café

Un nuevo estudio analizó el potencial de la bacteria para el control biológico del hongo Hemileia vastatrix, que causa la roya del café, un gran desafío para los caficultores brasileños. Se ha publicado un artículo sobre el estudio en la revista Microbiología BMC.

Los síntomas de la roya del café son manchas amarillas como marcas de quemaduras en las hojas de la planta. La enfermedad afecta la fotosíntesis, lo que hace que el follaje se seque y evita que crezcan las cerezas productoras de frijoles hasta que el árbol se asemeja a un esqueleto. Por lo general, se controla mediante el uso de pesticidas que contienen cobre, lo que puede tener efectos adversos en el medio ambiente.

“Este fue un estudio científico básico, en el que nos propusimos entender el comportamiento de las bacterias que habitan en las hojas de los cafetos. En primer lugar, hay varios compuestos que son dañinos para las bacterias y pueden usarse para atacarlas”, dijo. dijo. Jorge Mauricio Costa Mondego, autor del último artículo.

«En segundo lugar, las hojas son ambientes que experimentan estrés ambiental significativo, como la luz del sol y la lluvia. Queríamos entender cómo las bacterias que viven en las hojas de café pueden tolerar tanto los compuestos producidos por la planta de café como el estrés de la lluvia. y sol». .

Además de este frente de ciencia básica, el estudio también abordó los desafíos de las ciencias aplicadas. Los investigadores decidieron ver si las bacterias que viven en las hojas de café podrían combatir el hongo que causa la roya del café. El primer paso consistió en identificar los marcadores de secuencia expresados ​​(EST) de C. arabica y C. canephora producidos por el Proyecto Genoma del Café de Brasil (Projeto Genoma EST-Café).

Fui el primer autor, junto con Ramón Vidal, profesor de la UNICAMP, de un artículo en el que recogíamos las secuencias expresadas por C. publicado En 2011. Todavía no habíamos pensado en la metagenómica, pero eso fue lo que hicimos, más o menos episódicamente”, dijo Mondego.

Metagenómica accidental

Los investigadores encontraron una secuencia que consideraron contaminada en las hojas de café. «Tomamos estas secuencias, las ingresamos en la base de datos y concluimos que se parecían a Pseudomonas spp, un género de bacterias», dijo Mondego. Esto intrigó a nuestro grupo de investigación, que estaba liderado por Goncalo Pereira, quien también es profesor de la UNICAMP, y nos preguntamos: “¿Y si sin darnos cuenta hacemos metagenómica?”. ¿Estas bacterias realmente viven en las hojas de café? »

En ese momento, Mondego era investigador del IAC. Unos años más tarde, pudo unirse a Leandro Pio de Sousa, primer autor del artículo publicado en Microbiología BMC. Souza fue estudiante de una beca de puesta en marcha de ciencias y ahora tiene un doctorado. en genética y Biología Molecular de la UNICAMP.

“Invité a Leandro a trabajar conmigo en este estudio, que fue diseñado para averiguar si las Pseudomonas realmente vivían en las hojas de café. De ser así, se confirmarían los hallazgos anteriores. Él accedió de inmediato”, dijo Mondego.

Aislaron la bacteria de las hojas de café y las colocaron en un medio de cultivo. bajo luz ultravioleta, es posible distinguir Pseudomonas, que aparece de color púrpura y se puede distinguir fácilmente en el centro. «Recolectamos las bacterias y extrajimos su ADN y secuenciamos el ADN, que es lo que llamamos MN1F», dijo.

Hicieron varios descubrimientos interesantes sobre MN1F, que tiene un sistema de secreción que refleja su necesidad de sobrevivir en un ambiente hostil lleno de hongos y otras bacterias. «El sistema de secreción produce compuestos que son antibacterianos y antifúngicos. Esto indica que pueden usarse en el control biológico», dijo Mondego. También descubrieron una serie de proteínas asociadas con la protección contra el estrés hídrico.

El siguiente paso involucró experimentos fisiológicos, en los que las bacterias se cultivaron en diferentes medios para confirmar las observaciones de los investigadores sobre el genoma. «Los experimentos biológicos han validado muchas de las conclusiones. Hemos demostrado que las bacterias tienen una gran capacidad para soportar una fuerte presión osmótica, que puede considerarse análoga a los efectos de la deshidratación en café Además, Mondego demostró que MN1F es capaz de descomponer compuestos fenólicos que podrían ser perjudiciales para él. Descompone estos compuestos de la planta y los convierte en materia para su supervivencia».

Luego, los investigadores realizaron una serie de pruebas para ver si se podía usar MN1F. control biológicoPrevenir o prevenir el desarrollo de la bacteria del hongo, el hongo causante roya del cafe. Las pruebas se realizaron en condiciones de invernadero y laboratorio, incluyendo un intento de evitar que el hongo germinara en el laboratorio. En todos los experimentos, la bacteria demostró su capacidad para inhibir el crecimiento de esporas (unidades reproductivas) y hongos (la red filamentosa que contiene el material genético del hongo).