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Bacillus amyloliquefaciens

Bacillus amyloliquefaciens es una especie de bacteria del género Bacillus que es la fuente de la enzima de restricción BamHI . También sintetiza unaproteína antibiótica natural, la barnasa , una ribonucleasa ampliamente estudiada que forma un complejo muy estrecho con su inhibidor intracelular barstar , y la plantazolicina , un antibiótico con actividad selectiva contra Bacillus anthracis . [1]

Se utiliza en agricultura, acuicultura e hidroponía para combatir patógenos de las raíces como Ralstonia solanacearum , [2] [3] Pythium , [4] Rhizoctonia solani , [5] Alternaria tenuissima [6] y Fusarium [7] [8], así como para mejorar la tolerancia de las raíces al estrés salino. [9] Se consideran rizobacterias promotoras del crecimiento y tienen la capacidad de colonizar rápidamente las raíces. [10]

Descubrimiento y nombre

Bacillus amyloliquefaciens fue aislado por primera vez del suelo en 1943 por el científico japonés Juichiro Fukumoto, [11] [12] quien le dio a la bacteria su nombre porque producía ( faciens ) una amilasa ( amilo ) licuante ( lique ).

Usos

La alfa amilasa de B. amyloliquefaciens se utiliza a menudo en la hidrólisis del almidón . También es una fuente de subtilisina , que cataliza la descomposición de las proteínas de forma similar a la tripsina .

Agricultura

Bacillus amyloliquefaciens se considera una bacteria de biocontrol que coloniza las raíces y se utiliza para combatir algunos patógenos de las raíces de las plantas en la agricultura, la acuicultura y la hidroponía. Se ha demostrado que proporciona beneficios a las plantas tanto en aplicaciones de suelo como hidropónicas. Actúa contra patógenos bacterianos [13] y fúngicos, y puede prevenir la infección a través de la exclusión competitiva o superando al patógeno no deseado. [2] Se ha demostrado que es eficaz contra varios patógenos de las raíces que perjudican los rendimientos agrícolas en el suelo y la hidroponía, como Ralstonia solanacearum en cannabis sativa-cáñamo, tomates, [2] [3] [14] Rhizoctonia solani en lechuga, [5] Pythium en cannabis sativa-cáñamo y tomates, [4] Alternaria tenuissima en hiedra inglesa [6] y Fusarium en plátanos y pepinos. [7] [8] También parece mejorar la tolerancia de las raíces frente al estrés abiótico, permitiendo que plantas como el maíz toleren altas concentraciones de sal en aplicaciones hidropónicas, al tiempo que reducen las concentraciones de sal en el tejido vegetal. [9]

Estatus como especie

Entre los años 1940 y 1980, los bacteriólogos debatieron si B. amyloliquefaciens era una especie separada o una subespecie de Bacillus subtilis . La cuestión se resolvió en 1987 y se estableció que se trataba de una especie separada. [15]

En la American Type Culture Collection , el número de B. amyloliquefaciens es 23350. [16]

Bacillus amyloliquefaciens FZB42, el productor del antibiótico de espectro ultra estrecho plantazolicina , fue reclasificado en 2015 como B. velezensis NRRL B-41580T (junto con B. methylotrophicus KACC 13015 T y B. oryzicola KACC 18228) según la coherencia del fenotipo y el genotipo. [17]

Referencias

  1. ^ Molohon, KJ; Melby, JO; Lee, J; Evans, BS; Dunbar, KL; Bumpus, SB; Kelleher, NL; Mitchell, DA (2011). "Determinación de la estructura e interceptación de intermediarios biosintéticos para la clase de plantazolicina de antibióticos altamente discriminantes". ACS Chem. Biol . 6 (12): 1307–1313. doi :10.1021/cb200339d. PMC  3241860. PMID  21950656 .
  2. ^ abc Tan, Shiyong; Gu, Yian; Yang, Chunlan; Dong, Yue; Mei, Xinlan; Shen, Qirong; Xu, Yangchun (21 de noviembre de 2015). "Bacillus amyloliquefaciens T-5 puede prevenir la infección por Ralstonia solanacearum mediante exclusión competitiva". Biología y fertilidad de los suelos . 52 (3): 341–351. doi :10.1007/s00374-015-1079-z. ISSN  0178-2762. S2CID  18128050.
  3. ^ ab Huang, Jianfeng; Wei, Zhong; Tan, Shiyong; Mei, Xinlan; Shen, Qirong; Xu, Yangchun (5 de noviembre de 2014). "Supresión del marchitamiento bacteriano del tomate mediante fertilizante bioorgánico elaborado a partir de la cepa productora de compuestos antibacterianos Bacillus amyloliquefaciens HR62". Revista de química agrícola y alimentaria . 62 (44): 10708–10716. doi :10.1021/jf503136a. ISSN  0021-8561. PMID  25322261.
  4. ^ ab Zouari, Imen; Jlaiel, Lobna; Tounsi, Slim; Trigui, Mohamed (1 de septiembre de 2016). "Actividad de biocontrol de la cepa endófita Bacillus amyloliquefaciens CEIZ-11 contra Pythium aphanidermatum y purificación de sus compuestos bioactivos". Control biológico . 100 : 54–62. doi :10.1016/j.biocontrol.2016.05.012.
  5. ^ ab Grube, Martin; Schloter, Michael; Smalla, Kornelia; Berg, Gabriele (22 de enero de 2015). El microbioma vegetal y su importancia para la salud de las plantas y de los seres humanos. Frontiers E-books. págs. 117–124. ISBN 9782889193783Archivado desde el original el 5 de marzo de 2023. Consultado el 5 de marzo de 2023 .
  6. ^ ab Soares, Marcos Antônio; Li, Hai-Yan; Bergen, Marshall; Silva, Joaquim Manoel da; Kowalski, Kurt P.; White, James Francis (2015-08-22). "Papel funcional de un Bacillus amyloliquefaciens endofítico en la mejora del crecimiento y la protección contra enfermedades de la hiedra inglesa invasora (Hedera helix L.)". Planta y suelo . 405 (1–2): 107–123. doi :10.1007/s11104-015-2638-7. ISSN  0032-079X. S2CID  17856428.
  7. ^ ab Shen, Zongzhuan; Wang, Beibei; Lv, Nana; Sun, Yifei; Jiang, Xinyi; Li, Rong; Ruan, Yunze; Shen, Qirong (3 de junio de 2015). "Efecto de la combinación de fertilizante bioorgánico con Bacillus amyloliquefaciens NJN-6 en el control de la enfermedad del marchitamiento por Fusarium del banano, la producción de cultivos y la microflora cultivable en la rizosfera del banano". Ciencia y tecnología del biocontrol . 25 (6): 716–731. Código Bibliográfico :2015BioST..25..716S. doi :10.1080/09583157.2015.1010482. ISSN  0958-3157. S2CID  84093418.
  8. ^ ab Liu, Yunpeng; Zhang, Nan; Qiu, Meihua; Feng, Haichao; Vivanco, Jorge M.; Shen, Qirong; Zhang, Ruifu (1 de abril de 2014). "Colonización mejorada de la rizosfera de Bacillus amyloliquefaciens SQR9 beneficioso por infección con patógeno". FEMS Microbiology Letters . 353 (1): 49–56. doi : 10.1111/1574-6968.12406 . ISSN  1574-6968. PMID  24612247.
  9. ^ ab Chen, Lin; Liu, Yunpeng; Wu, Gengwei; Veronican Njeri, Kimani; Shen, Qirong; Zhang, Nan; Zhang, Ruifu (1 de septiembre de 2016). "Tolerancia a la sal del maíz inducida por inoculación en la rizosfera de Bacillus amyloliquefaciens SQR9". Physiologia Plantarum . 158 (1): 34–44. doi :10.1111/ppl.12441. ISSN  1399-3054. PMID  26932244.
  10. ^ Qiu, Meihua; Xu, Zhihui; Li, Xingxing; Li, Qing; Zhang, Nan; Shen, Qirong; Zhang, Ruifu (5 de diciembre de 2014). "El análisis proteómico comparativo de SQR9 de Bacillus amyloliquefaciens reveló las proteínas clave involucradas en la colonización de raíces in situ". Revista de investigación del proteoma . 13 (12): 5581–5591. doi :10.1021/pr500565m. ISSN  1535-3893. PMID  25299960.
  11. ^ J. Fukumoto (1943). "Estudios sobre la producción de amilasa bacteriana. I. Aislamiento de bacterias que secretan amilasas potentes y su distribución". Journal of the Agricultural Chemical Society of Japan (en japonés). 19 (7): 487–503. doi : 10.1271/nogeikagaku1924.19.7_487 .
  12. ^ Ngalimat, Mohamad Syazwan; Yahaya, Radin Shafierul Radin; Baharudin, Mohamad Malik Al-Adil; Yaminudin, Syafiqah Mohd; Karim, Murni; Ahmad, Siti Aqlima; Sabri, Suriana (17 de marzo de 2021). "Una revisión sobre las aplicaciones biotecnológicas del grupo operativo Bacillus amyloliquefaciens". Microorganismos . 9 (3): 614. doi : 10.3390/microorganismos9030614 . ISSN  2076-2607. PMC 8002464 . PMID  33802666. 
  13. ^ Wu, Liming; Wu, Huijun; Chen, Lina; Lin, Ling; Borriss, Rainer; Gao, Xuewen (4 de diciembre de 2014). "La sobreproducción de bacilisina en cepas derivadas sin marcador FZB42 de Bacillus amyloliquefaciens FZBREP y FZBSPA mejora la actividad antibacteriana". Applied Microbiology and Biotechnology . 99 (10): 4255–4263. doi :10.1007/s00253-014-6251-0. ISSN  0175-7598. PMID  25472439. S2CID  14637275.
  14. ^ Tan, Shiyong; Jiang, Yi; Song, Song; Huang, Jianfeng; Ling, Ning; Xu, Yangchun; Shen, Qirong (1 de enero de 2013). "Dos cepas de Bacillus amyloliquefaciens aisladas mediante el método de enriquecimiento competitivo de raíces de tomate y sus efectos en la supresión de Ralstonia solanacearum y la promoción del crecimiento de plantas de tomate". Protección de cultivos . 43 : 134–140. doi :10.1016/j.cropro.2012.08.003.
  15. ^ * FG Priest; M. Goodfellow; LA Shute; RCW Berkeley (1987). "Bacillus amyloliquefaciens sp. nov., nom. rev". Revista Internacional de Bacteriología Sistemática . 37 (1): 69–71. doi : 10.1099/00207713-37-1-69 .
  16. ^ "ATCC 23350 Strain Passport - StrainInfo" (Pasaporte de cepa ATCC 23350 - StrainInfo) www.straininfo.net . Consultado el 21 de septiembre de 2016 .[ enlace muerto ]
  17. ^ Dunlap CA, Kim SJ, Kwon SW, Rooney AP (2015). "Bacillus velezensis no es un sinónimo heterotípico posterior de Bacillus amyloliquefaciens; Bacillus methylotrophicus, Bacillus amyloliquefaciens subsp plantarum y 'Bacillus oryzicola' son sinónimos heterotípicos posteriores de Bacillus velezensis según la filogenómica". Int. J. Syst. Evol. Microbiol . 66 (3): 1212–1217. doi : 10.1099/ijsem.0.000858 . PMID  26702995.

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