ABSTRACT
RESUMEN Los microorganismos son de gran interés porque colonizan todo tipo de ambiente, sin embargo, uno de los problemas al que nos enfrentamos para conocer su diversidad biológica es que no todos los microorganismos son cultivables. El desarrollo de nuevas tecnologías como la generación de vectores de clonación aunado al desarrollo de técnicas de secuenciación de alto rendimiento ha favorecido el surgimiento de una nueva herramienta llamada metagenómica, la cual nos permite estudiar genomas de comunidades enteras de microorganismos. Debido a que ningún ambiente es idéntico a otro, es importante mencionar que dependiendo del tipo de muestra a analizar será el tipo de reto al cual nos enfrentaremos al trabajar con metagenómica, en el caso específico del suelo existen diversas variantes como la contaminación del suelo con metales pesados o diversos compuestos químicos que podrían limitar los estudios. Sin embargo, pese a las limitaciones que el mismo ambiente presenta, la metagenómica ha permitido tanto el descubrimiento de nuevos genes como la caracterización de las comunidades microbianas que influyen positivamente en el desarrollo de plantas, lo cual en un futuro podría generar un gran impacto en la agricultura. En este artículo se realizó una revisión de diversas investigaciones que han empleado metagenómica, reportadas en las bases de datos de PudMed y Google Schoolar, con el objetivo de examinar los beneficios y limitaciones de las diversas metodologías empleadas en el tratamiento del ADN metagenómico de suelo y el impacto de la metagenómica en la agricultura.
ABSTRACT Microorganisms are of great interest because they colonize all types of environment, however, one of the problems we face in knowing biological diversity is that not all microorganisms are cultivable. The development of new technologies such as the generation of cloning vectors coupled with the development of high performance sequencing techniques, have favored the emergence of a new tool in science called metagenomics, which allows us to study genomes of entire communities. Since all environments are different, the type of challenge that we will face when working with metagenomics is going to change depending of the type of sample, in the specific case of soils, there are several variables, such as soil contamination with heavy metals or chemical compounds that could limit metagenomic studies. However, despite the limitations that the environment presents, with the help of metagenomics, both gene discovery and the characterization of microbial communities that positively influence plant development have been achieved, which could generate a greater impact on agriculture in the future. In this article a review of several investigations that have used metagenomics, reported in the PudMed and Google Schoolar databases was carried out, with the aim of examining the benefits and limitations of the various methodologies used in the treatment of metagenomic DNA from soil and the impact of metagenomics in agriculture.
ABSTRACT
ABSTRACT Bacteria produce antimicrobial compounds to compete for nutrients and space in a particular habitat. Antagonistic interactions can be evaluated by several methodologies including the double-layer agar and simultaneous inhibition assays. Among the well-known inhibitory substances produced by bacteria are the broad-spectrum antibiotics, organic acids, siderophores, antifungal, and bacteriocins. The most studied bacterial genera able to produce these inhibitory substances are Enterococcus, Lactococcus, Streptomyces, Bacillus, Pseudomonas, Klebsiella, Escherichia, and Burkholderia. Some beneficial bacteria can promote plant growth and degrade toxic compounds in the environment representing an attractive solution to diverse issues in agriculture and soil pollution, particularly in fields with damaged soils where pesticides and fertilizers have been indiscriminately used. Beneficial bacteria may increase plant health by inhibiting pathogenic microorganisms; some examples include Gluconacetobacter diazotrophicus, Azospirullum brasilense, Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas protegens, and Burkholderia tropica. However, most studies showing the antagonistic potential of these bacteria have been performed in vitro, and just a few of them have been evaluated in association with plants. Several inhibitory substances involved in pathogen antagonism have not been elucidated yet; in fact, we know only 1 % of the bacterial diversity in a natural environment leading us to assume that many other inhibitory substances remain unexplored. In this review, we will describe the characteristics of some antimicrobial compounds produced by beneficial bacteria, the principal methodologies performed to evaluate their production, modes of action, and their importance for biotechnological purposes.
RESUMEN Las bacterias producen compuestos antimicrobianos para competir por nutrientes y espacio en un hábitat particular. Las interacciones antagónicas pueden evaluarse mediante varias metodologías, incluido el agar de doble capa y los ensayos de inhibición simultánea. Las sustancias inhibidoras mejor conocidas producidas por bacterias incluyen antibióticos, ácidos orgánicos, sideróforos, antifúngicos y bacteriocinas. Entre los géneros bacterianos más estudiados que producen sustancias inhibidoras se incluyen Enterococcus, Lactococcus, Streptomyces, Bacillus, Pseudomonas, Klebsiella, Escherichia y Burkholderia. Algunas bacterias beneficiosas tienen la capacidad de promover el crecimiento de las plantas y degradar compuestos tóxicos en el ambiente, por lo que podrían incrementar el rendimiento de los cultivos y disminuir problemas de contaminación del suelo, especialmente donde los pesticidas y fertilizantes han sido utilizados indiscriminadamente. Algunas bacterias beneficiosas pueden aumentar la salud de las plantas al inhibir microorganismos patógenos, por ejemplo, Gluconacetobacter diazotrophicus, Azospirullum brasilense, Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas protegens y Burkholderia tropica. Sin embargo, la mayoría de los estudios que muestran el potencial antagónico de estas bacterias se han realizado in vitro, y pocos de ellos se han evaluado en asociación con plantas. Varias sustancias inhibitorias implicadas en el antagonismo de los patógenos aún son desconocidas; de hecho, sabemos que solo se ha aislado el 1 % de la diversidad bacteriana en un ambiente natural, lo que sugiere que hay muchas otras sustancias inhibitorias que no han sido exploradas. En esta revisión describimos las características de algunos compuestos antimicrobianos producidos por bacterias beneficiosas, las principales metodologías usadas para evaluar su producción, modos de acción y su importancia para fines biotecnológicos.