Isolation, 16S rRNA-based Taxonomic Profiling and Potential Roles of Endophytic Bacteria Colonizing Dalbergia reniformis (Koroch)

En lo profundo de los tejidos de las plantas, ocultos al ojo desnudo, vive una comunidad bulliciosa de socios microscópicos. Estos son endófitos, bacterias que residen dentro de raíces, tallos y hojas sin causar daño. Durante décadas, los científicos han sabido que estos vecinos invisibles no son meros pasajeros; son participantes activos en la vida de una planta. Pueden ayudar a sus huéspedes a recolectar nutrientes del suelo, producir hormonas que estimulan el crecimiento e incluso defenderse de enfermedades. Esta relación es un pilar fundamental de la agricultura sostenible, ofreciendo una alternativa natural a los fertilizantes y pesticidas químicos. La pregunta que impulsa a los investigadores hoy en día no es solo si estos ayudantes existen, sino cuáles son los más efectivos y dónde se pueden encontrar en los entornos más desafiantes de la naturaleza.

En el corazón de Bangladesh se encuentra un ecosistema único y frágil conocido como el Bosque Pantanoso de Ratargul, el único pantano de agua dulce del país. Aquí, los niveles de agua suben y bajan drásticamente con las estaciones, sumergiendo el paisaje durante meses a la vez. Dominando este mundo acuático está el árbol Koroch, una especie resiliente que prospera incluso cuando sus raíces están bajo el agua durante la mitad del año. A pesar de su importancia ecológica y de su capacidad para sobrevivir en tales condiciones adversas, el mundo microscópico que vive dentro del árbol Koroch nunca había sido explorado. Un equipo de investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Shahjalal y de la Universidad Internacional Daffodil se propuso descubrir esta diversidad oculta, con la esperanza de encontrar bacterias que algún día pudieran ayudar a otras plantas a crecer en suelos difíciles.

El equipo comenzó recolectando cuidadosamente muestras de raíces, tallos y hojas de árboles Koroch saludables. Para asegurar que estaban estudiando únicamente las bacterias que vivían dentro de la planta, y no aquellas adheridas a la superficie, sometieron las muestras a un riguroso proceso de limpieza. Lavaron las partes de la planta en una serie de soluciones, incluyendo alcohol y lejía, para esterilizar el exterior. Luego colocaron pequeños trozos del tejido esterilizado en placas ricas en nutrientes en un laboratorio. Si crecían bacterias de estos trozos, confirmaban que se habían originado dentro de la planta. De la cosecha inicial, los investigadores aislaron treinta y cuatro colonias bacterianas distintas. Seleccionaron dieciocho de estas, cada una con un aspecto diferente bajo el microscopio, para estudiarlas en detalle.

Utilizando una técnica que lee el código genético de las bacterias, específicamente un segmento de ADN conocido como el gen 16S rRNA, los científicos identificaron quiénes eran estos microbios. Los resultados revelaron una comunidad diversa que abarca diez géneros diferentes, o familias, de bacterias. El grupo más común que encontraron fue Pantoea, que apareció en cinco de las dieciocho muestras. Otras familias incluyeron nombres conocidos como Bacillus, Pseudomonas y Klebsiella. Estas bacterias no se limitaban a una sola parte del árbol; se encontraron en las raíces, los tallos y las hojas por igual, lo que sugiere que el árbol Koroch alberga un ecosistema interno rico y variado.

Los investigadores sometieron luego estos dieciocho aislados bacterianos a una serie de pruebas para ver qué habilidades útiles poseían. Buscaban rasgos que ayuden al crecimiento de las plantas, como la capacidad de producir amoníaco, que es una forma de nitrógeno que las plantas pueden utilizar, o de crear sideróforos, que son moléculas que atrapan el hierro del entorno y lo ponen a disposición de la planta. Los resultados fueron sorprendentes: cada uno de los dieciocho bacterias producía amoníaco y sideróforos. Esto significa que toda la comunidad que estudiaron tiene la capacidad intrínseca de ayudar a una planta a acceder a nutrientes esenciales.

Más allá de estos rasgos universales, las bacterias mostraron una amplia gama de otras capacidades. Casi todas ellas podían producir ácidos orgánicos y una enzima llamada fitasa, que ayuda a descomponer el fósforo complejo en el suelo. Una gran mayoría podía disolver zinc, un micronutriente vital, facilitando su absorción por parte de las plantas. Cerca de la mitad de las bacterias podían producir cianuro de hidrógeno, un compuesto que puede suprimir patógenos dañinos, mientras que otras producían enzimas que descomponen proteínas, grasas o fibras vegetales como la celulosa. Quizás lo más notable sea que cada uno de los aislados producía ácido giberélico, una poderosa hormona vegetal que estimula el crecimiento y la división celular.

Cuando los científicos midieron la fuerza de estas capacidades, encontraron que algunas bacterias eran particularmente potentes. Un aislado, etiquetado como EB_12, destacó como una potencia. Mostró la mayor capacidad para disolver tanto el fosfato como el zinc entre todas las muestras, además de producir altos niveles de hormonas de crecimiento y otros compuestos beneficiosos. Otro aislado, EB_13, produjo la mayor cantidad de ácido giberélico. Los investigadores señalaron que estos de alto rendimiento, junto con algunos otros, demostraron una combinación de habilidades que podrían convertirlos en excelentes candidatos para su uso como bioinoculantes. Estos son preparaciones naturales aplicadas a semillas o al suelo para potenciar la salud de las plantas sin necesidad de productos químicos sintéticos.

El estudio destaca que el árbol Koroch, que prospera en las aguas fluctuantes del Pantano de Ratargul, alberga una comunidad de bacterias que no solo es diversa, sino también funcionalmente rica. El hecho de que estos microbios puedan disolver nutrientes y producir hormonas de crecimiento sugiere que están bien adaptados a las desafiantes condiciones de inundación del pantano. Aunque los investigadores advierten que estos hallazgos se basan en bacterias que pudieron cultivar en un laboratorio —una fracción de la comunidad total—, los resultados son prometedores. Sugieren que los endófitos del árbol Koroch poseen un potencial significativo para el desarrollo de nuevas herramientas naturales para apoyar la agricultura, particularmente en entornos donde los nutrientes del suelo son escasos o difíciles de alcanzar para las plantas. El trabajo abre una puerta para comprender cómo los aliados microscópicos de la propia naturaleza pueden aprovecharse para ayudar a que los cultivos florezcan.