Descubriendo el universo microbiano en una partícula de suelo

La empresa Agroadvance, a través de su metodología Agroscreening, se fundamenta en el uso de herramientas moleculares y genómicas diseñadas para su aplicación en el campo. Hemos desarrollado e implementado diversas técnicas de biología molecular, destacando el monitoreo poblacional de bacterias y hongos a nivel de huerto mediante qPCR, el reconocimiento de patógenos y el análisis genómico de estos.

Además, Agroscreening nos brinda la oportunidad de obtener un conocimiento detallado de la microbiotarizosférica, también conocida como “vida del suelo”, información crucial para avanzar hacia una agricultura de precisión en términos de fertilización y prácticas sustentables y regenerativas del suelo. Este conocimiento tiene un impacto directo en la productividad, sanidad y viabilidad de los huertos. ya que los microorganismos en el suelo desempeñan un papel clave al descomponer la materia orgánica y liberar nutrientes esenciales para el crecimiento de los cultivos, mejorando la fertilidad del suelo y garantizando un suministro continuo de nutrientes disponibles para las plantas.

Algunos microorganismos también actúan como promotores del crecimiento vegetal, funcionando como bioestimulantes naturales o protegiendo las plantas contra patógenos y enfermedades, lo que contribuye a una mayor resistencia de los cultivos. Además, la actividad biológica del suelo contribuye a regular su estructura física, promoviendo una correcta aireación, infiltración de agua y retención de nutrientes, aspectos cruciales para el desarrollo saludable de las plantas.

INNOVACIONES TECNOLÓGICAS EN EL ANÁLISIS DE SUELOS

Durante muchos años, los análisis de biología del suelo eran complejos de realizar. Abordar la biología del suelo representaba un desafío considerable debido a la falta de herramientas para determinar la abundancia de bacterias y hongos, así como para comprender su diversidad y funciones específicas en el ecosistema del suelo. Sin embargo, en los últimos años ha surgido una nueva forma de realizar análisis de biología del suelo mediante el estudio del código genético microbiano.

Al analizar el ADN de bacterias y hongos presentes en el suelo, la técnica de Amplicon-Sequencing nos sumerge en un mundo microscópico que anteriormente nos era inaccesible.

Amplicon-Sequencing hace uso de secuencias específicas de ADN para identificar y analizar diversas especies presentes en una muestra ambiental compleja. En esta técnica, códigos de barras genéticos (barcodes) son amplificados mediante la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), actuando como códigos de barras que permiten identificar microorganismos, como las regiones de ARN ribosomal 16S en bacterias o la región ITS en hongos. Posteriormente, se hace una secuenciación masiva de estas regiones, que son comparadas con bases de datos científicas, mediante técnicas bioinformáticas para identificar las especies presentes.

Las ventajas de esta técnica incluyen una identificación rápida y precisa de múltiples microorganismos en una sola muestra sin la necesidad de aislar y cultivar cada especie individualmente. Esto resulta esencial si consideramos que el porcentaje de microorganismos cultivables en condiciones de laboratorio es sorprendentemente bajo, alrededor del 1 al 5%. Numerosos microorganismos del suelo requieren condiciones específicas difíciles de replicar en laboratorio, como ciertos nutrientes, temperatura, pH, presión osmótica, interacciones con otros organismos y factores ambientales específicos.

EXPERIENCIAS EN CAMPOS

Se llevaron a cabo estudios de Amplicon-Sequencing en el suelo rizosférico de los campos de avellanos de Agrícola El Huapi, Agrícola San Ricardo y Agrícola del Carmen. Bajo la dirección de Marisela Brito, Subgerente de Nutrición y Sanidad Vegetal, se realizaron investigaciones en distintos sectores de estos campos con el objetivo de utilizar esta información en la planificación de la fertilización, considerando el papel crucial que desempeñan los microorganismos en la disponibilidad de nutrientes para las plantas.

“Este estudio nos permite identificar y dimensionar la diversidad de microbiomas presentes, buscando entender cómo pueden estar influyendo en la productividad de nuestros huertos de avellano. Sabemos que en la medida que los huertos envejecen, incrementan gradualmente las necesidades de aportes fertilizantes y enmiendas para corregir o mejorar propiedades del suelo y, por consiguiente, mejorar los rendimientos, por lo tanto, es clave tener un conocimiento detallado de la microbiota”, afirma Marisela.

Un ejemplo se evidenció en Agrícola San Ricardo, en la Región del Maule, donde se analizaron dos sectores: “Equipo G, Sector 3” (EG,S3) y “Troncoso, Sector 2” (T, S2). Los resultados revelaron una alta abundancia relativa de micorrizas, del 52,83%, en el primer sector, clasificado como un índice muy alto en comparación con el 22,48% observado en el sector “Troncoso, Sector 2” (Figura 1 y 2). Estos hongos simbióticos desempeñan un papel clave al mejorar la absorción de nutrientes y agua por parte de las plantas, así como al protegerlas contra patógenos y fortalecer su resistencia a condiciones ambientales adversas. Asimismo, se identificó una alta presencia de fijadores de nitrógeno, especialmente en la muestra del “Troncoso, Sector 2”, con valores cercanos al 8,89% y un índice de 4 (Figura 3). Además, se observaron concentraciones moderadas a altas de bacterias con funciones de biocontrol, destacándose el “Equipo G, Sector 3” por presentar mayor abundancia relativa.

Según Marisela, “conocer la composición de las comunidades microbianas nos permite identificar fortalezas, debilidades e incluso patógenos en nuestros suelos, desafiándonos a mantener un suelo sano y activo. Esto nos inspira a desarrollar nuevas estrategias que no solo reduzcan los costos en fertilizantes y minimicen la degradación del suelo, sino que también optimicen los recursos y, en última instancia, promuevan la sustentabilidad en el cultivo”.