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Bacillus thuringiensis en el árbol de aguacate Hass de Guatemala

El aguacate de la variedad Hass, constituye uno de los alimentos con mayor demanda en diversos países del mundo; una de las principales limitantes en la producción de aguacate Hass es el manejo agronómico de las plantaciones, en este sentido, el porte de los árboles dificulta su manejo tanto para el control de plagas y enfermedades como en los procesos de cosecha.

Bacillus thuringiensis es una bacteria Gram positivo, esporo formadora y móvil gracias a sus flagelos peritricos. La bacteria es utilizada principalmente para control biológico contra insectos de al menos tres órdenes (lepidópteros, coleópteros y dípteros) en plantaciones de interés económico. Su característica principal es la producción de sustancias cristalinas que contienen proteínas insecticidas conocidas como proteínas Cry (o Cyt), que actúan principalmente en el intestino del insecto, cuando este consume la proteína Cry presenta parálisis del intestino, descompensación osmótica, parálisis total y la muerte (Portela et al., 2013).

Ciclo de vida de B. thuringiensis

El ciclo de vida de B. thuringiensis se dividen en dos fases: crecimiento vegetativo y esporulación. La primera fase (crecimiento vegetativo), el desarrollo es exponencial cuando la bacteria se encuentra en un entorno rico en nutrientes; la segunda fase (esporulación), ocurre cuando los nutrientes se escasean, la bacteria forma una espora que puede permanecer por largo tiempo en lugares como el suelo, planta, en graneros, productos cosechados y almacenados.

La bacteria cuenta con unas 58 variedades o subespecies basadas en los antígenos flagelares. Cada cepa tiene la capacidad de producir las proteínas Cry durante la esporulación, es decir, cada cepa posee un alto grado de toxicidad contra un grupo de insectos y nematodos en específico. Asimismo, B. thuringiensis posee otros factores virulentos incluyendo α-exotoxinas, beta-exotoxinas, quitinasas, proteína insecticida vegetativa, flagelina, enterotoxinas, hemolisinas y fosfolipasas (Chattopadhyay et al., 2004).

Formulaciones a base de B. thuringiensis

B. Thuringiensis no afecta al medio ambiente y no genera reacciones adversas para la salud humana u otros seres vivos, por tal razón, en el mercado de formulaciones se han desarrollado diversos productos a base de B. thuringiensis. Se considera que el 80% de los productos biológicos empleados en la producción agrícola, son formulados con componentes de este microrganismo (Portela et al., 2013).

Sin embargo, parece ser que esta tecnología ha ido más allá de las formulaciones, al considerar las plantas transgénicas, es decir, plantas con genes Cry, estas plantas, son organismos genéticamente modificados (OMG); la primera planta con genes Cry que se comercializó fue el maíz; hoy en día destacan otros cultivos transgénicos patentados por el sector privado, como los son la patata, soya, algodón, alfalfa, tabaco, entre otros.

Tendencia en el cultivo de aguacate Hass

Roche (2008), realizó un estudio donde caracterizó la biodiversidad de las cepas de B. thuringiensis en plantaciones de aguacate Hass en la ciudad de Guatemala, Sacatepéquez y Alta Verapaz, utilizando muestras de hojarasca, follaje y suelo; obteniendo como resultado, mayores variedades genéticas en suelos de Alta Verapaz comparado con las otras regiones, catalogándolas como cepas nativas de la región.

Por otro lado, Rendón-Anaya y asociados (2019), revelaron por primera vez que el aguacate Hass posee sus raíces genéticas en un 39% en Guatemala; la investigación proporciona referencias importantes sobre los orígenes del aguacate Hass y la función de los genes individuales de la especie, que pueden ser utilizados por la ingeniería genética para mejorar la producción, resistencia y crear mejores frutos en sabor y textura. Esto sienta las bases para la mejora genética en plantaciones de aguacate Hass con un enfoque en el desarrollo de organismos genéticamente modificados con genes Cry, tal cual se han acrecentado en otras especies vegetales mencionadas en este artículo.

En TSI socios comerciales de Eurofins, desarrollamos técnicas de análisis molecular para la identificación y concentración de B. thuringiensis en productos formulados para control biológico, además, evaluamos la uniformidad de las colonias del microorganismo en follaje, suelos agrícolas y otros matices.

Referencias

Chattopadhyay, A., Bhatnagar, N. B., & Bhatnagar, R. (2004). Bacterial insecticidal toxins. Critical reviews in microbiology, 30(1), 33-54.

Portela, D., Chaparro Giraldo, A., & López Pazos, S. (2013). La biotecnología de Bacillus thuringiensis en la agricultura. Revista Nova publicación científica En Ciencias biomédicas, 11(20), 87-95. https://doi.org/https://doi.org/10.22490/24629448.1031

Rendón-Anaya, M., Ibarra-Laclette, E., Méndez-Bravo, A., Lan, T., Zheng, C., Carretero-Paulet, L., Perez-Torres, C. A., Chacón-López, A., Hernandez-Guzmán, G., Chang, T. H., Farr, K. M., Brad Barbazuk, W., Chamala, S., Mutwil, M., Shivhare, D., Alvarez-Ponce, D., Mitter, N., Hayward, A., Fletcher, S., … Herrera-Estrella, L. (2019). The avocado genome informs deep angiosperm phylogeny, highlights introgressive hybridization, and reveals pathogen-influenced gene space adaptation. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 116(34), 17081-17089. https://doi.org/10.1073/pnas.1822129116

Roche, D. (2008). Caracterización de la biodiversidad de cepas presuntivas de Bacillus thuringiensis en distintos nichos de la filoesfera del árbol del aguacate en Guatemala, Sacatepéquez y Alta Verapaz. Universidad del Valle de Guatemala.

Ingeniería Genética, Aguacate Hass, Bacillus thuringiensis, Control biológico, Proteínas Cry

Autor: Luis Bocock