Búsqueda de bacterias productoras de IAA en endófitos de raíz de tomate
En este estudio, los autores buscaron aislar y caracterizar bacterias endófitas asociadas a tejidos de raíces de tomate con potencial como promotoras del crecimiento vegetal (PGPE). El proceso metodológico inició con el aislamiento de colonias bacterianas a partir de diferentes partes de la planta de tomate. Posteriormente, se aplicaron pruebas funcionales in vitro para determinar su capacidad de producir metabolitos relevantes para la promoción vegetal, como ácido indolacético IAA.
El ácido indolacético IAA es una hormona reguladora de crecimiento vegetal fundamental para el desarrollo de la raíz, tallo y participa en muchos otros procesos del crecimiento vegetal, cuenta con al menos 3 vías de síntesis utilizadas por bacterias que utilizan al aminoácido triptófano Trp como precursor. Es muy relevante ésta asociación porque típicamente las plantas exudan este aminoácido para atraer bacterias promotoras del crecimiento vegetal PGPB y muchas de estas bacterias lo usan para su propio metabolismo y producen IAA para aumentar el crecimiento principalmente de la raíz.
En este trabajo
Para este experimento primero aislaron 118 cepas de bacterias del tejido endofítico de la raíz de tomate, los crecieron en diferentes medios y los inocularon para probar si estas son promotoras de crecimiento vegetal.
Curiosamente, los ensayos no se realizaron en tomate, sino en plántulas de trigo, lo cual permitió establecer un modelo comparativo del efecto promotor de crecimiento. El diseño experimental contempló crecer las bacterias en medio King sólo y con triptofano, con u indicador colorimétrico S2 (reactivo de Salkowski) para identificar si las bacterias podrían usar triptófano y producir IAA, la coloración se interpretó como positiva.
El reactivo de Salkowski es una solución de cloruro férrico FeCl3 en ácido sulfúrico concentrado que se utiliza en química y biología para detectar y cuantificar ácidos indol-3-acéticos IAA y otros compuestos con un anillo de indol en una muestra. Al reaccionar con estos compuestos, el reactivo produce un coloración característica, que puede ser de un tono rojizo o rosado.
Debido a que hay diferentes vías de síntesis de IAA, se hizo un experiemnto similar donde probaron usar intermediarios de las vías triptamina TAM o indole-3-acetamida IAM para ver si las bacterias podían producir IAA por estos medios alternativos, esto se midió con UHPLC/MS.
Como parte de un análisis más profundo, se decidió realizar la secuenciación genómica completa únicamente en un número reducido de cepas seleccionadas. La lógica detrás de esta estrategia es concentrar los recursos en aquellas bacterias que, tras el cribado inicial, mostraban mayor potencial de aplicación como bioinoculantes.
Luego tomaron sólo 3 cepas luego de filtrar las que serían más prometedoras en la producción de IAA para probar si el experimento de transformación de triptofano a IAA usando extractos de las plantas por separado, de tomate y de trigo, para mostrar si no solo el Trp es el precursor de la formación de IAA, además esto lo midieron con densidad óptica sensible a la captación el anillo indol, mostrando que estas cepas seleccionadas no solo producen IAA distinto del control (extracto de planta estéril sin cepa bacteriana) sino que además en algunos casos como con Bacillus aryabhattai es diferente usar extracto de tomate y de trigo.
Finalmente, los autores integraron los resultados fenotípicos y genómicos para proponer candidatos bacterianos con capacidad de promover el crecimiento vegetal por medio de la producción de IAA.
Este experimento me hizo reafirmar mi pensamiento de que un buen complemento del diseño experimental global era probar las cepas bacterianas con plantas de tomate, además que el hecho de que sean promotoras del crecimiento vegetal no necesariamente está relacionado con la producción de IAA como la narrativa de los autores maneja, además que usar diferentes formas de medir la producción de IAA está bien porque es evidencia del mismo fenómeno, pero no debería hacerse para experimentos separados.
Es muy ilustrativo ver las formas creativas y de bajo costo para probar un fenómeno tan relevante, pero creo que necesario asegurarse del mismo usando técnicas más finas como la propia UHPLC/MS que usan posteriormente los autores.
Referencias:
Garay-Arroyo, A., de la Paz Sánchez, M., García-Ponce, B., Álvarez-Buylla, E. R., & Gutiérrez, C. (2014). La Homeostasis de las Auxinas y su Importancia en el Desarrollo de Arabidopsis Thaliana. REB. Revista de educación bioquímica, 33(1), 13–22. Recuperado de https://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-19952014000100003
Feng, Y., Tian, B., Xiong, J., Lin, G., Cheng, L., Zhang, T., Lin, B., Ke, Z., & Li, X. (2024). Exploring IAA biosynthesis and plant growth promotion mechanism for tomato root endophytes with incomplete IAA synthesis pathways. Chemical and Biological Technologies in Agriculture, 11(1), 187. https://doi.org/10.1186/s40538-024-00712-8
