La seguridad alimentaria es un tema de importancia fundamental en el siglo XXI. Se estima que para el 2025, la población mundial alcance los 8 mil millones de personas, siendo los países en desarrollo en donde se dará el principal incremento demográfico, por lo que las necesidades alimentarias en estas zonas al menos se duplicarán, ello implica que la producción actual de alimentos se debe incrementar entre un 50% y un 100%. ¿Cómo se va a alimentar a esta población de manera adecuada, con menos impacto en el ambiente y haciendo rentable la agricultura? ¿Cómo podemos lograr que la ciencia y la tecnología ayuden a tener mejores cosechas?

Importancia del cultivo de jitomate en México y Morelos

Las hortalizas son el principal grupo de productos agrícolas de México, entre ellas, el jitomate es la que más se produce, ocupando el 6º lugar en cuanto a valor de la producción y el 7º lugar en cuanto a volumen de producción. De acuerdo con información estadística del Departamento de Agricultura de los EEUU, México es el primer exportador de jitomate fresco a nivel mundial, sin embargo, nuestros niveles de exportación se han venido reduciendo en los últimos años, mientras que otros países, como Turquía y Jordania, los han venido incrementando y han ganado mercado en la escena internacional, dicho en otras palabras, estamos perdiendo competitividad en este sector. En Morelos, aproximadamente el 10% de la población obtiene sus ingresos realizando actividades relacionadas con la agricultura, siendo las hortalizas lo que más se produce. Con relación al jitomate, Morelos se ubica entre los diez principales estados productores. El valor de este cultivo y su creciente demanda, exigen que su producción sea más competitiva, incorporando desarrollo tecnológico para obtener una alta eficiencia productiva.

Problemas asociados a la producción de jitomate en Morelos

En los últimos años, la producción estatal de jitomate se ha reducido, uno de los factores que ha contribuido a ello es la infección de los cultivos por bacterias fitopatógenas (bacterias causantes de enfermedad en plantas) como Ralstonia solanacearum, que causa marchitez y muerte en las plantas de jitomate. El actual tratamiento se basa en la aplicación de antibióticos como oxitetraciclina, gentamicina, estreptomicinas, así como sales de cobre y otros agroquímicos. Estos procedimientos favorecen la aparición de cepas resistentes, con la posibilidad de que los genes de resistencia eventualmente sean transferidos a cepas patógenas para el humano, además, pueden resultar tóxicos para las plantas, para el humano y para otros microorganismos benéficos, adicionalmente, alteran las propiedades del suelo y pueden contaminar los mantos freáticos. Con el objetivo de apoyar al sector productivo y contribuir al desarrollo sustentable del campo, en la Universidad Politécnica del Estado de Morelos, en colaboración con los productores de jitomate, el INIFAP-Zacatepec y el Instituto Nacional de Salud Pública, se están desarrollando proyectos enfocados en la búsqueda de métodos innovadores para el control de fitopatógenos bacterianos que afectan a la planta de jitomate, siendo los bacteriófagos una opción para resolver este problema.

Este proyecto es parte de la Convocatoria 2009-C01-115803 del Fondo
Mixto CONACyT-Gobierno del Estado de Morelos

Los bacteriófagos como herramienta de control biológico

Los bacteriófagos o fagos, son virus que infectan específicamente bacterias, siendo además las entidades biológicas más abundantes y genéticamente más diversas del planeta. Gracias a ellos, las poblaciones bacterianas se mantienen reguladas y no proliferan excesivamente. Fueron descubiertos por Frederick Twort (1915) y Félix D’Herelle (1917), siendo este último quien acuñó el nombre de “bacteriófago”, que significa “devorador de bacterias”, adjudicado por su capacidad para hacer que un cultivo microbiano turbio, se aclare después de unas horas como resultado de la actividad fágica. Podemos encontrarlos dondequiera que se tengan bacterias, existen incluso en nuestro cuerpo, asociados con nuestra flora microbiana. Una característica importante de ellos, es su elevada especificidad, esto significa que, generalmente, un bacteriófago puede atacar sólo a una especie bacteriana, o incluso a una cepa determinada dentro de una especie en particular. Su descubridor, Félix D’Herelle, observó que cuando se presentaban epidemias de cólera en la India, la recuperación de los pacientes coincidía con la aparición de fagos contra Vibrio cholerae (bacteria causante del cólera) en sus deyecciones, percatándose con ello del potencial de los bacteriófagos para contrarrestar el efecto de los patógenos bacterianos; fue así como nació la terapia fágica. Desde entonces, los fagos han sido estudiados como herramienta para tratar infecciones bacterianas. Su aplicación en la agricultura no es nueva, y frente al grave problema que representa la resistencia bacteriana a los antibióticos, el uso de bacteriófagos para el control de fitopatógenos se presenta como una alternativa innovadora, la cual ofrece una elevada especificidad con respecto al blanco al que atacará, baja toxicidad tanto para los seres humanos como para el ambiente y son agentes que pueden autoamplificarse y evolucionar.

Aislamiento y caracterización de los bacteriófagos contra Ralstonia solanacearum.

En el laboratorio de la Universidad Politécnica del Estado de Morelos se han aislado bacteriófagos que destruyen específicamente a R. solanacearum, de uno de ellos se ha caracterizado y secuenciado su genoma al 100%, el cual se está analizando para determinar si cumple con las características adecuadas para funcionar como agente de control biológico, lo cual incluye, entre otras cosas, que no se integre al genoma bacteriano y que siempre destruya a la bacteria que infecta. Adicionalmente, se están realizando ensayos sobre su estabilidad en el ambiente, su capacidad para proteger a las plantas de jitomate frente al reto bacteriano, así como ensayos para escalar su producción del matraz al biorreactor, hasta purificarlo y mantenerlo en un vehículo en el que sea estable y en el que pueda aplicarse en el campo. Se espera culminar con un producto que ayude a los productores de jitomate a obtener mejores cosechas, alineadas con el desarrollo sustentable, y más competitivas en el mercado mundial al reducir el uso de agroquímicos, muchos de los cuales están prohibidos en diversos países.



Figura 1. Estructura de un bacteriófago con cola (Caudovirus). (Figura
elaborada por R. Serrano Plancarte)

Figura 2. Cultivo de Ralstonia solanacearum que muestra las placas de lisis
generadas por bacteriófagos específicos para este fitopatógeno. (Fotografía
tomada por J. Hernández Romano)

 


 

Ing. Rafael Serrano Plancarte / Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.
Universidad Politécnica del Estado de Morelos
Dr. Jesús Hernández Romano / Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.
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Dra. Rosa Angélica Guillén Garcés / Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.
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