En la zona norte de Chile se encuentra uno de los desiertos más áridos del mundo, el desierto de Atacama. La región de Arica y Parinacota, situada en el extremo norte de este ecosistema, se caracteriza por su aridez extrema, condiciones ambientales desafiantes y una precipitación anual mínima. A pesar de esto, la región produce una variedad de cultivos, pero tiene dificultades para implementar prácticas agrícolas convencionales debido a la baja disponibilidad de agua y a la mala calidad de sus suelos.
La región ofrece varios lugares remotos e inexplorados con características únicas como las termas de Jurasi, las termas de Polloquere y las lagunas de Amuyo, conjuntos de piscinas abiertas que se alimentan de aguas termales que brotan de la cordillera. Sus microbiomas no han sido estudiados, por lo que representan una oportunidad para caracterizar sus comunidades endémicas, de alto potencial como bioinsumos agrícolas.
Con estos antecedentes, un grupo de investigadores de la Universidad de Tarapacá y de la Fundación Científica y Cultural Biociencia, ambas instituciones chilenas, aislaron bacterias de los sedimentos de estos yacimientos geotérmicos y las caracterizaron mediante secuenciación del gen 16S rRNA, caracterización microbiológica y caracterización funcional agrícola.
ADAPTADAS A LAS CONDICIONES EXTREMAS
Con el fin de analizar los microbiomas de los yacimientos geotérmicos, los investigadores aislaron un total de 57 bacterias, cuyo análisis permitió identificarlas y saber que pertenecen a varios géneros bacterianos, incluyendo Pantoea, Bacillus y Pseudomonas, entre otros, que se han descrito como bacterias promotoras del crecimiento vegetal y biocontroladoras de enfermedades infecciosas de las plantas. La caracterización funcional se aplicó para determinar su capacidad de producir hidrolasas, rasgos promotores del crecimiento vegetal, y la capacidad de inhibir hongos fitopatógenos.
La actividad hidrolítica más abundante correspondió a las actividades proteolítica y lipolítica, con 35 y 31 aislados positivos, respectivamente. Las hidrolasas son enzimas que facilitan la hidrólisis de enlaces covalentes y que los microorganismos utilizan para descomponer polímeros orgánicos naturales como fuente de energía. Además, intervienen en el metabolismo de compuestos xenobióticos como los pesticidas, por lo que las hidrolasas con potencial biotecnológico como lipasas y proteasas, representan una innovadora fuente de enzimas que podrían explorarse para el desarrollo de nuevas soluciones para la agricultura.
Entre los rasgos que promueven el crecimiento de las plantas, la solubilización del fosfato, la fijación del nitrógeno, la producción de auxinas y la producción de sideróforos, se observaron en 43, 37, 34 y 11 aislados, respectivamente. Las actividades de biocontrol contra hongos fitopatógenos fueron menos frecuentes, con 12 aislados capaces de controlar Alternaria sp. y 10 bacterias capaces de inhibir G. candidum. Además, los ensayos también mostraron una inhibición significativa del crecimiento fúngico contra B. cinerea (7), F. oxysporum (1), Phytium sp. (9), M. phaseolina (8) y M. fructicola (1).
Las bacterias aisladas además demostraron estar adaptadas específicamente a las condiciones extremas desde donde fueron recogidas, como la capacidad para tolerar altos niveles de salinidad y boro en el suelo y el agua. Esto es sumamente relevante, ya que está documentado que varios bioproductos agrícolas aplicados en el norte de Chile presentan una actividad limitada, debido a las condiciones extremas. Es lo que pasa con cepas comerciales de Trichoderma, que al aplicarse en la región de Arica y Parinacota, vieron afectado el crecimiento y esporulación del hongo, reduciendo su utilidad como agente de biocontrol.
Los hallazgos del equipo de investigación destacan el potencial de creación de nuevos biológicos agrícolas desarrollados para entornos áridos y semiáridos, que predominan en toda la superficie terrestre, y aproximadamente cubren entre el 30% y el 40% del planeta. Para los investigadores, parte de las bacterias analizadas “son muy prometedoras para el desarrollo de nuevos productos agrícolas biológicos destinados a regiones áridas y semiáridas, y también pueden aprovecharse para diversas aplicaciones biotecnológicas”.
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