Las bacterias fitopatógenas tienen un impacto significativo en los cultivos a nivel mundial, provocando pérdidas económicas y daños ambientales en la agricultura.
Por lo tanto, es crucial comprender las tácticas de supervivencia bacteriana para diseñar estrategias efectivas para el manejo de enfermedades de las plantas. La formación de células persistentes es uno de esos mecanismos empleados por las bacterias para soportar condiciones estresantes.
Las bacterias tienen la capacidad de causar enfermedades en una amplia variedad de plantas en todo el mundo. Estos organismos, denominados bacterias fitopatógenas, afectan a todas las plantas que producen alimentos y residen en sus superficies o dentro de sus tejidos. Provocan síntomas como manchas, plagas, cancros, pudrición de los tejidos y desequilibrios hormonales, lo que provoca problemas como crecimiento excesivo de las plantas, retraso del crecimiento, ramificación de las raíces y epinastia de las hojas. Estos problemas afectan a las plantas tanto cualitativa como cuantitativamente, impactando negativamente la producción mundial de alimentos.
Las enfermedades de las plantas causadas por bacterias provocan graves daños a los cultivos y pérdidas económicas sustanciales. En conjunto, provocan pérdidas que superan los mil millones de dólares al año en todo el mundo en el sector de producción de alimentos. Junto con otros fitopatógenos como hongos y virus, así como factores estresantes abióticos como la degradación ambiental, el cambio climático y la contaminación química, los fitopatógenos bacterianos presentan una amenaza global para la producción agrícola de alimentos. Por lo tanto, es crucial desarrollar e implementar estrategias de gestión para combatir y suprimir las bacterias fitopatógenas, incluidas estrategias para mitigar sus tácticas de supervivencia, con el fin de garantizar la seguridad alimentaria mundial. En consecuencia, investigar y comprender las tácticas de supervivencia bacteriana es un paso inicial crucial para descubrir nuevos métodos para controlar las enfermedades de las plantas.
Desde un punto de vista evolutivo, se cree que la persistencia ha evolucionado como un escenario alternativo en el que se altera el equilibrio metabólico pero la célula se mantiene viva. La inhibición del crecimiento en entornos privados de nutrientes podría ser la clave para la supervivencia bacteriana antes de que el flujo metabólico se vea tan comprometido que la restauración del crecimiento ya no sea posible.
Algunas de las últimas investigaciones sobre cómo ciertos fitopatógenos bacterianos inducen células persistentes pueden arrojar luz sobre las direcciones futuras en fitopatología.
El agente responsable de la niebla del peral y del manzano, Erwinia amylovora (también conocido como Micrococcus amylovorus o Bacillus amylovorus), es un patógeno ɣ-proteobacteriano que tiene una importancia económica e histórica. Esta bacteria fue la primera identificada como causante de una enfermedad de las plantas, lo que la convierte en el primer fitopatógeno descrito. Puede ser transmitido fácilmente por insectos, particularmente aquellos que polinizan las flores, así como por el viento que transporta el exudado bacteriano. La estacionalidad de E. amylovora también depende de su capacidad de perdurar en tejidos infectados como los cancros del tallo, esperando el momento oportuno para que circunstancias ambientales más favorables se reproduzcan y propaguen. Se cree que mientras está en hibernación, E. amylovora experimenta una falta de nutrientes, lo que lleva a la activación de respuestas de estrés para aumentar sus probabilidades de supervivencia.
Esta enfermedad, generalmente se trata con antibióticos y aplicaciones de cobre. En Europa, se utiliza el cobre, mientras que en Estados Unidos todavía se permite rociar antibióticos directamente a las plantas. Sin embargo, esta práctica es bastante controvertida debido al desarrollo de resistencia, así como al daño involuntario causado a bacterias no objetivo. También existe la preocupación de que los genes de resistencia puedan transferirse a patógenos animales y humanos. Como resultado, es fundamental tener precaución al emplear estos métodos en la agricultura.
Dentro de las estrategias de control alternativas, se destaca el uso de los microbiomas controladores de la parte aérea de la planta debido a las ventajas en cuánto adaptación a factores ambientales y al historial de interacción con el fitopatógeno. Algunos microorganismos benéficos pueden generar acciones múltiples de control, por su parte Pseudomonas rhizosphaerae, una especie capaz de degradar el ácido nicotínico y la nicotinamida, que son factores de crecimiento esenciales para E. amylovora. Esta especie coloniza el hipantio de la flor del manzano y ha mostrado mayor eficacia en el control en comparación con algunos agentes comerciales a partir de P. fluorescens . Otro componente importante de la microbiota es Rosenbergiella epipactidis, una especie prevalente en el néctar de plantas de manzana, un hábitat con disponibilidad limitada donde solo pueden prosperar linajes especializados. Estas especies al habitar el néctar, proporcionan un ambiente favorable para evitar la multiplicación del patógeno en la flor, la cuál es su principal puerta de entrada. Las especies del género Enterobacter, han sido identificadas como potenciales agentes de biocontrol debido a su capacidad para secretar proteínas antibacterianas a través del sistema de secreción tipo VI, tal es el caso de Enterobacter cancerogenus, una especie que se encuentra comúnmente en la naturaleza y en fuentes vegetales. Por último, Curtobacterium flaccumfaciens, una especie bacteriana conocida por inhibir el crecimiento de varios patógenos in vitro y reducir la incidencia de agalla de la corona causada por Agrobacterium tumefaciens, se reconoce como parte de la microbiota específica para el control de Erwinia.
Es importante generar las condiciones idóneas para que la permanencia y estabilidad de la microbiota controladora natural de este tipo de patógenos de plantas. Para esto es vital identificar cuáles son las cepas y especies más importantes de estas comunidades de microorganismos de forma local, es decir, por cada cultivo y cada escenario de manejo especial. A su vez, es importante nutrir estos microbiomas con microorganismos disponibles de manera comercial, teniendo en cuenta que ellos puedan adaptarse a las condiciones bióticas y abióticas del cultivo.