Microorganismos nativos: una reserva estratégica para el agro chileno

Por: Jean Franco Castro, Bioingeniero, Dr. INIA Quilamapu. Matías Guerra, Bioingeniero, Mg.Cs. INIA Quilamapu.

Chile es reconocido internacionalmente como un laboratorio natural. La combinación de sus barreras geográficas y la diversidad de sus ambientes ha generado un alto endemismo. Sin embargo, más allá de la flora y la fauna que se observan a simple vista, existe un patrimonio microscópico de enorme valor agronómico.

Bajo los suelos chilenos, en la rizósfera de las plantas y en el interior de los tejidos vegetales, habita una inmensa comunidad de hongos y bacterias que ha coevolucionado con nuestros ecosistemas durante milenios. Este capital biológico invisible representa una herramienta prometedora para responder a los desafíos de la agricultura moderna, como el cambio climático, la escasez hídrica, la resistencia a los agroquímicos o la demanda de mercados globales cada vez más orientados a la sustentabilidad.

A medida que el sector silvoagropecuario busca alternativas eficientes para reducir su dependencia de insumos químicos y mejorar la sanidad de los cultivos, las colecciones microbiológicas del país dejan de ser meros repositorios para transformarse en el verdadero motor de la biotecnología y la sanidad vegetal en el agro chileno.

La bóveda microbiana de Chile

En el Instituto de Investigaciones Agropecuarias, INIA Quilamapu, ubicado en Chillán, opera la Colección Chilena de Recursos Genéticos Microbianos (CChRGM), una infraestructura de vanguardia alojada en el Banco de Recursos Genéticos Microbianos (BRGM), cuyo objetivo es apoyar al sector productivo del país mediante la conservación, caracterización y distribución de microorganismos. Reconocida desde 2012 por la Organización Mundial de la Propiedad Intelectual (OMPI) como Autoridad Internacional de Depósito bajo el Tratado de Budapest, la CChRGM otorga validez internacional al depósito microbiano, de modo que investigadores y empresas privadas puedan almacenar cepas de interés científico o vinculadas con la propiedad industrial de sus desarrollos biotecnológicos.

El trabajo técnico que sostiene esta infraestructura implica rigurosos procesos de conservación a largo plazo, como la liofilización y la ultracongelación a –150 °C y –196 °C, lo que garantiza la viabilidad y estabilidad de los microorganismos a lo largo del tiempo. Además, la CChRGM ha avanzado en la caracterización genómica y autenticación taxonómica, a nivel de especie, de su catálogo de cepas. Este nivel de precisión es un requisito fundamental para asegurar la trazabilidad y la seguridad en el desarrollo de bioinsumos comerciales y herramientas de biocontrol (Foto 1).

La CChRGM facilita el acceso a material biológico caracterizado mediante Acuerdos de Transferencia de Material (ATM). Esto permite que empresas y centros de I+D prueben y validen soluciones biológicas directamente en sus laboratorios y en el campo, consolidando una alianza estratégica entre la ciencia pública y la industria agrícola.

Cepas fitopatógenas de referencia

El desarrollo de soluciones fitosanitarias requiere evaluar su efectividad frente a agentes patógenos con identidad genética conocida. En este escenario, disponer de un repositorio público de microorganismos fitopatógenos correctamente conservados e identificados a nivel de especie es un imperativo para el país.

Ante los desafíos que imponen patógenos de alto impacto económico en frutales, hortalizas y cultivos extensivos, la CChRGM ha consolidado una línea de trabajo dedicada exclusivamente a fitopatógenos de referencia, a través de un proyecto apoyado por la Fundación para la Innovación Agraria (FIA). Mediante el uso de secuenciación de genoma completo para bacterias y análisis multilocus para hongos, la colección ha integrado más de un centenar de nuevas cepas caracterizadas de géneros críticos para la agricultura nacional, tales como Alternaria, Botrytis, Colletotrichum, Cytospora, Diaporthe, Diplodia, Fusarium, Macrophomina, Neofusicoccum, Phytophthora, Pseudomonas, Sclerotinia y Xanthomonas, todas ellas disponibles a través de un catálogo público.

Contar con esta batería de cepas de referencia estandarizadas y disponibles para la industria permite acelerar el desarrollo de nuevos productos para la protección de cultivos, validar diagnósticos tempranos en laboratorio y evaluar la resistencia de variedades comerciales frente a las presiones sanitarias reales que afectan a los campos chilenos.

Biodiversidad silvestre con valor agronómico

El valor de mantener un resguardo de microorganismos se ejemplifica también en los hallazgos derivados del estudio de especies nativas y sus parientes silvestres. Entre los casos emblemáticos se encuentran la investigación desarrollada sobre la microbiota asociada a la frutilla silvestre chilena (Fragaria chiloensis), una especie endémica adaptada a condiciones extremas a lo largo del país, y la exploración de especies de cereales, como el trigo, y de otros parientes silvestres de importancia comercial (Foto 3).

Al explorar el interior de las raíces y la rizósfera de estas plantas, se aislaron cientos de microorganismos adaptados al estrés ambiental. La caracterización molecular reveló la presencia de bacterias de géneros de alto interés agronómico, como Pseudomonas, Streptomyces y Paraburkholderia, y permitió descubrir especies fúngicas completamente nuevas para la ciencia.

Más allá del aporte taxonómico, el impacto agronómico de este tipo de hallazgos es directo. En ensayos controlados con plantas de frutilla comercial (Fragaria × ananassa), la inoculación de cepas bacterianas del género Pseudomonas obtenidas de plantas silvestres produjo un incremento sustancial de la biomasa total y un desarrollo radicular notablemente superior en comparación con las plantas no tratadas. En trigo primaveral, la inoculación con Pseudomonas incrementó el rendimiento hasta 12 qq/ha, mientras que en alfalfa se observó un mayor vigor en la germinación en siembras de otoño. Estas cepas han demostrado que poseen mecanismos bioquímicos asociados a la producción de fitohormonas —como el ácido indolacético— y a la solubilización de fósforo, lo que las convierte en candidatas clave para la formulación de nuevos bioestimulantes y biocontroladores a la medida de la producción local.

Este modelo evidencia que la flora silvestre actúa como un reservorio genético invaluable. Sin embargo, para que esa biodiversidad se traduzca en una herramienta que puedan utilizar los agricultores, es decir, en microorganismos benéficos producidos a gran escala en biofábricas, se requieren la secuenciación de genomas y el respaldo para la conservación que brindan los bancos de germoplasma, como el BRGM del INIA.

Un modelo de descentralización y aplicaciones diversas

La valorización de los recursos microbianos no se limita a las grandes colecciones nacionales. Experiencias regionales han demostrado la importancia de localizar estos esfuerzos. En la Región del Maule, el desarrollo de la primera colección pública de microorganismos de carácter regional permitió rescatar cientos de cepas nativas de ecosistemas de alta diversidad biológica. Este catálogo regional integra bacterias promotoras del crecimiento vegetal, biocontroladores de plagas y enfermedades y hongos entomopatógenos.

Gran parte de estas cepas posee potencial aplicable en la mitigación del estrés hídrico y salino y ofrece herramientas biológicas adaptadas a las condiciones climáticas específicas de la zona central de Chile. Este enfoque evidencia que cada macrorregión productiva del país se beneficiaría enormemente de identificar y resguardar su propia biodiversidad microscópica antes de que la presión antrópica o la degradación de los suelos reduzcan su disponibilidad.

Por otra parte, el alcance de estas colecciones microbianas cruza las fronteras agrícolas tradicionales. En iniciativas de restauración ecológica, como las llevadas a cabo en la isla Robinson Crusoe, del archipiélago Juan Fernández, la utilización de cepas microbianas nativas aisladas del propio suelo insular ha permitido demostrar que los microorganismos pueden mejorar la tasa de germinación de plantas nativas amenazadas por especies exóticas.