Biofertilizantes de cianobacterias:
efectos en la biota nativa del suelo
Zárate-Rivera, Ana Karen (2024) para la Colección de Cultivos Algae Bank (acrónimo CCAB) 2024. El autor dispone de todos los derechos sobre el texto y las imágenes originales y no permite que se reproduzcan bajo ningún concepto.
El equipo de Ramakrishnan et al. (2024) [1] ha estudiado los efectos de un biofertilizante de cianobacterias en la distribución de la biota nativa del suelo. El biofertilizante, fabricado base polvo a partir de un conglomerado en partes iguales de las cianobacterias Anabaena, Spirulina, Nostoc y Synechocystis de pared celular rota. Es un producto diseñado para la bioaumentación de la biota nativa, dicho de otro modo, para el incremento de las poblaciones de microorganismos existentes en un sitio natural.
El estudio se realiza mediante análisis de metagenómica cuantitativa (qPCR) para la detección de la concentración de genes clave en distintos estadíos de la incubación; se estudia un grupo de perfiles de suelo específicos inoculados al 1% v/m e incubados durante 30 días en condiciones in-vitro.
Glosario molecular
- cbbL: marcador molecular de filogenia funcional en cianobacterias, gen codificante de la subunidad mayor de la ribulosa 1,5-fosfato descarboxilasa (RuBisCo).
- nifH: marcador molecular filogenético altamente conservado en bacterias y archaeas, gen codificante de la subunidad de la dinitrogenasa reductasa.
- amoA: marcador molecular filogenético de mayor especificidad que el 16sRNA, conservado en bacterias y archaeas amonio oxidantes, gen codificante de la subunidad A de la monooxigenasa.
- nirX: en esta entrada utilizare el prefijo nir»X» para hacer mención a dos marcadores moleculares nir, genes codificantes de la nitrato reductasa dependiente de cobre nirK y la nitrato reductasa dependiente de sulfuro nirS. Regidas por el operon narGHJI en bacterias nitrificantes.
Ventajas
1. Incremento de la biodiversidad: Se desconoce hasta un 50% del total de cianobacterias bioaumentadas
En los perfiles de suelo estudiados, aproximadamente, el 50% de las cianobacterias identificadas por cbbL no están descritas por la ciencia. De las cianonacteriass clasificadas, los géneros predominantes son Nostoc, Leptolyngbya, Anabaena, Cylindrospermopsis, Phormidium, Trichormus y Oscillatoria.
- Nostoc se establece como el género predominante en suelos de tipo arcilla aluvial
- Leptolyngbya es más predominante en suelo franco
Cianobacteria Anabaena inaequalis (propia, 2023). Microfotografía original, no utilizar sin permiso del autor.
2. Incremento de la biota nativa en general
Incremento en 1 orden de magnitud, de 1×106 a 1×107, de la población de archaeas, bacterias y cianobacterias en general. Este efecto de bioaumentación se atribuye a estimulos bioquímicos efectuados por el incremento de las poblaciones de cianobacterias; fijación de carbono (CO2, NaHCO3 y Na2CO3) y nitrógeno (N2, NH4, NO2, NO3, urea).
3. Colonización positiva en raíces de arroz
Colonización positiva de cianobacterias activamente mixótrofas y heterótrofas en el sistema radicular de plantas de arroz en cultivo sumergido. Las cianobacterias migran a lo alto de la columna de agua y son capaces de conglomerarse en biocrust, lo que permite una manutención de los nutrientes fijados en el sistema y sus interfaces aire-agua-suelo-rizoma.
Cultivos de arroz sumergido, Creative Commons.
Biocrust de cianobacteria Tolypothrix distorta (propia, 2023). Microfotografía original, no utilizar sin permiso del autor.
*Ya que estás aquí, por qué no te das una vuelta por nuestro artículo sobre Rhizobium en raíces de maíz: Observaciones sobre la modulación morfológica de raíces en plantas in-vitro usando Rhizobium CCAB101/b como inoculante
Desventajas
1. Alcalinización de suelos
El biofertilizante no puede utilizarse en todos los tipos de suelo y es altamente desaconsejable en suelos propensos al estrés oxidativo
- Suelos acídicos alcalinizan dramáticamente (pH 4.3 a pH 11.0), contribuyendo al desequilibrio de la biota nativa y erosión del suelo.
- Suelos neutros pueden mantenerse neutros (pH 7.0 a pH 7.8).
2. Proliferación inesperada de depredadores
Se cuantificó una concentración alta de cianovirus en suelos lodosos, directamente relacionados a la prescencia y proliferación de depredadores de cianobacterias.
3. Disminución de la actividad bacteriana nitrificante y amonio-oxidante
Nuevo equilibrio bacteriano que desplaza al nativo, desencadenado por nueva ecología química resultado de la bioaumentación de cianobacterias y sus moleculas intra y extra celulares
- Desaparición de hasta 26% de archaeas y bacterias amonio-oxidantes
- Disminución relativa de bacterias nitrificantes que recuperan el equilibrio en el periodo de incubación, es decir, que o bien, desaparecen géneros y aparecen nuevos, o que requieren de un tiempo de adaptación al ambiente extracelular de las cianobacterias.
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Zarate-Rivera, A. K. (2024). Biofertilizantes de cianobacterias: efectos en la biota nativa del suelo. Recuperado [día-mes-año], de Algae Bank Revista website: https://algaebank.com.mx/biofertilizantes-de-cianobacterias-efectos-en-la-biota-nativa-del-suelo/
