interacciones entre mo.pdf
Post on 15-Dec-2015
222 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Interacciones
entre microorganismos
y
control biológico de fitopatógenos
Interacciones entre microorganismos
Interrelaciones benéficas
* comensalismo
* mutualismo (protocooperación)
* simbiosis
Interrelaciones antagónicas
* competencia
* amensalismo
* predación
* parasitismo
Neutralismo
Concepto amplio: asociación íntima entre dos o más organismos
diferentes (puede ser benéfica o perjudicial)
Concepto restringido: ambos microorganismos se benefician y no
podrían sobrevivir en un ambiente dado sin la interacción
⇒ dependencia fisiológica mutua
⇒⇒⇒⇒ duración en el tiempo
⇒⇒⇒⇒ favorece el crecimiento
⇒ Ej.: líquenes; protozoos con algas dentro
Simbiosis
Comensalismo
Un microoganismo se beneficia (comensal) de la actividad de otro
⇒⇒⇒⇒ Cadenas tróficas: degradación de macromoléculas
⇒⇒⇒⇒ Liberación de factores de crecimiento: vitaminas, aa, etc
⇒ Degradación de sustancias tóxicas: antibióticos
⇒ Superficies adecuadas para la proliferación
⇒ Ejemplos: Nitrosomonas-Nitrobacter (en medio rico en amonio)
Bacillus cereus-hongos micorríticos (comensal)
aerobio y anaerobio en microagregado de suelo
Comensalismo: adhesión de células de Caulobacter a Bacillus
(arriba) y con Azotobacter (abajo), en ambientes acuáticos: usan
materiales orgánicos segregados. Crecen lentamente y esta ventaja
les permite competir con otros quimiheterótrofos en la naturaleza.
Protocooperación-Mutualismo
• Beneficio mutuo, carácter laxo: una interacción
obligada en un ambiente puede proliferar
independientemente en otras condiciones
• Un organismo provee fuente de energía a su
pareja y ésta le aporta algún nutriente esencial
• Cada integrante excreta un factor de crecimiento
sin el cual el asociado no puede desarrollarse
Streptococcus faecalis- Lactobacillus arabinosus
(fenilalanina +, ác.fólico - ) y (fenilalanina -, ác. fólico+)
cultivo mixto (medio sin la
vitamina ni el aminoácido)
L. arabinosus S. faecalis
Do
tiempo
Ejemplos
Interacciones antagónicas
Competencia
⇒⇒⇒⇒ nutricional: por el carbono, nitrógeno, fósforo, hierro, etc.
⇒⇒⇒⇒ espacio
⇒⇒⇒⇒ oxígeno
⇒ luz
Fusarium oxysporum solo (izq)
y con Agrobacterium radiobacter
(der)
Características de un buen competidor
• Alta velocidad de crecimiento
• Adaptado a amplias condiciones ecológicas
• Tolerancia a fluctuaciones del ambiente
• Capacidad de multiplicarse a bajas concentraciones de
factores limitantes
• Pocos requerimientos en factores de crecimiento
(protótrofos con ventaja frente a auxótrofo, en ambientes
pobres)
• Movilidad
Modelo de competencia entre bacterias en medio líquido
9 A sola o en mezcla
logNº cél/ml 8
7 B creciendo sola
6
5 B creciendo con A
3 6 9 12 horas
Aportes de glucosa y nitratos en la competencia entre Agrobacterium
radiobacter y Fusarium oxysporum (diámetro micelio en cm)
Glucosa% KNO3% Fusarium solo Fusarium + Agrobacterium
0 0 2,8 1,2
0,25 2,9 1,0
0,50 3,1 0,8
2,50 2,8 2,9
1,0 0 5,5 2,1
0,25 5,2 1,9
0,50 5,4 1,9
2,50 5,4 5,0
3,0 0 5,3 1,8
0,25 5,2 1,8
0,50 5,4 2,0
2,50 5,2 5,2
Amensalismo
Liberación de sustancias químicas inhibidoras o tóxicas para otros
microorganismos. Importante en la lucha biológica, ocupación de un
ambiente
Poco específicas: ácidos, alcoholes, bases. Actúan a altas dosis
Muy específicas: toxinas, enzimas, sulfas, antibióticos, bacteriocinas
actúan a muy bajas dosis, alta toxicidad
Ejemplos:
• inhibidores inorgánicos (NO-2, CN
-, Cl- )
• inhibidores orgánicos (etanol, ácidos grasos)
• inhibidores orgánicos específicos (antibióticos)
Aislamiento de productores de antibióticos
Espectro de acción Parasitismo
• Organismo que se nutre a partir de células, tejidos o fluídos de
otro organismo (hospedero) el que generalmente es injuriado en
el proceso
• El cuerpo del hospedero se considera como un microambiente
que protege y mantiene al parásito, que en general es el más
pequeño de los integrantes.
• Puede vivir en la superficie (ectoparásito) o internamente
(endoparásito)
Hospedero final: el parásito se puede reproducir en él
intermediario: ambiente temporal
de transferencia: sirve de vehículo para llegar al último
reservorio: también puede afectar a humanos
a) Bdellovibrio bacteriovorus parasitando
una célula de Pseudomonas phaseolicola
b) Ciclo vital de Bdellovibrio
Predación
• Período de contacto generalmente corto y la presa es
muerta y digerida rápidamente.
• El predador vive, por lo general, libre y es de mayor
tamaño que la presa
⇒ hongos- nemátodos
hongos- protozoos
protozoos-bacterias
hongos-hongos
Aplicaciones de las interacciones entre
microoganismos
Control biológico de microorganismos
fitopatogenos
• Definido como la reducción en la cantidad del
inóculo del patógeno o de la actividad que
produce una enfermedad en una planta, por
acción de microorganismos o sus enzimas
Posibles modos de acción de microorganismos
promotores del crecimiento vegetal
DirectamenteCrecimiento del organismo en la rizosfera con estimulación del
crecimiento vegetal por medio de actividades como:
•mineralización
• solubilización de nutrientes
• producción de fitohormonas
Indirectamente (Control
biológico)• Competencia por nutrientes (C, N, P, Fe,), espacio, luz
• Amensalismo
• Parasitismo
• Predación
Qué es el control biológico de enfermedades
vegetales ?
•En sentido amplio: toda forma de reducción de la densidad del
inóculo de un patógeno y de la enfermedad que él produce.
• rotación de cultivos
• aradas
• empleo de variedades resistentes
• tratamiento del suelo (vapor de agua, solarización,
biocidas) que cambian la microflora del suelo.
• Inoculación con microorganismos antagonistas.
•Más acotado: introducción artificial de microflora antagonista en
el ambiente para controlar al patógeno
Características de un microorganismos para actuar
como antagonista ideal
• Ser genéticamente estable
• Ser efectivo a bajas concentraciones
• Poco exigente en requerimientos nutritivos
• Capaz de sobrevivir en condiciones ambientales adversas
• Ser eficaz contra amplio rango de patógenos
• Posible de cultivo en medios corrientes
• Mantener el efecto en el tiempo
• Que no produzca efectos secundarios
• Ser resistente a pesticidas
• No ser patógeno para el hospedero
Predación y parasitismo
Bacterias productoras
de enzimas líticas
(quitinasa, glucanasa)
hidrolizan paredes
fúngicas.
Hongos predatores de hongos, de nematodos,
etc.
Trichoderma sp. además de antibióticos
produce enzimas que lisan pared de hongos y
otros organismos
Protozoarios predatores de
bacterias patógenas
Inhibición o lisis del patógeno por productos metabólicos
del antagonista, incluyendo agentes líticos, enzimas,
toxinas, etc.
•Ejemplo
Control de Agrobacterium tumefaciens
o Agente de CB: A. radiobacter cepa 84
(agrocina)
o Método: sumergir las raíces en una solución
de A. radiobacter 84 antes de la siembra.
o Cuál será el efecto de una mutante de la cepa
84 (agrocina-)?
Antibiosis
Antibióticos y otras sustancias producidas por
bacterias del control biológico
• Pseudomonas fluorescens:
pioluteorina, pirrolnitrina
diacetilfloroglucinol, HCN, fenazina,
carboxilato, tropolone
• Pseudomonas putida WCS358,
produce sideróforos
• Pseudomonas fluorescens 2-79,
antibióticos y sideróforos
• Bacillus cereus: kanosamina,
zwittermicina
• Gliocladium virens: gliovirina,
gliotoxina,Bacteriocinas
• Agrobacterium radiobacter K84:
Agrocina 84 para el control de
Agrobacterium tumefaciens (agalla de
corona)
Penicilina
Competencia
• Competencia por recursos limitados
• nutrientes (C, N, Fe, etc.)
• sitios de infección (ej: cepas no patógenas de Fusarium
oxysporum)
•Competencia sin recursos limitantes: competencia por el agua, luz, espacio, etc.
⇒⇒⇒⇒ El caso más conocido es la competencia por el Fe
• en baja disponibilidad
• algunos microorganismos poseen alta afinidad por sistemas de
toma de hierro y lo introducen en la célula
• Involucra
� Sideróforos: ligandos que se combinan con el hierro de la
solución del suelo
� Proteínas de unión: transportan los sideróforos en la célula
Pseudomonas (seudobactinas), otros microorganismos y plantas
Competencia
Interespecífica: entre organismos de la misma especie
Intraespecífica: de diferentes especies
⇒⇒⇒⇒ Requerimientos para la competencia
• alta velocidad de crecimiento
• tolerancia a factores abióticos y fluctuaciones ambientales
• multiplicarse con concentraciones de nutrientes bajas
• eficiencia en el uso de nutrientes limitantes
• capacidad de sintetizar y almacenar sustancias de reserva
• capacidad de desplazarse (quimiostasis)
1- control “in vitro” a bajas concentraciones de Fe3+ y no
en altas
2- mayor rendimiento de cultivos en suelos privados de
Fe+3
3- agregado de pseudobactina al suelo: supresión
enfermedades por Phytium y Gaeumanomyces
4- mutantes no productoras (sid-) pierden capacidad de
supresión de patógenos en la rizosfera
⇒⇒⇒⇒ Control mediado por
sideróforos
⇒⇒⇒⇒ Efecto de pseudomonas fluorescentes en el
crecimiento de hongos
inhibición (mm)
cepa 429 cepa 374
-Fe +Fe -Fe +Fe
Botrytis cinerea 2,7 0 15,0 4,0
Cochliobolus sativus 3,8 0 9,5 4,2
C. victoria 6,0 0 4,3 1,0
Fusarium solani 0 0 0 0
Trichoderma hamatum 6,3 0 4,8 3,0
T. harzianum 6,5 0 4,6 1,3
• Los microorganismos ofrecen mayor seguridad en
relación a sustancias químicas
• No se acumulan en cadenas alimenticias
• Su persistencia y multiplicación evita repetidas
aplicaciones
• Raramente desarrollan resistencias
Ventajas del CB
Desventajas del CB
• Variabilidad genética del agente
• Experimentación larga (lab, inv. campo)
• Resultados afectado por : suelo, clima, otros m.o.
top related