Molecular mechanisms and ecological significance of the Bacillus subtilis extracellular matrix in the mutualism with plants

Abstract

La introducción de la agricultura ha tenido un impacto significativo en la humanidad, permitiendo el establecimiento de poblaciones y garantizando un suministro estable de alimentos. En la actualidad, con una población en constante crecimiento y un medio ambiente cada vez más deteriorado, son necesarios enfoques agrícolas que supongan un equilibrio entre productividad y sostenibilidad. En este contexto, el uso de microorganismos, especialmente rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal (PGPR) del género Bacillus, ha surgido como una estrategia prometedora. Bacillus subtilis es un organismo modelo que se utiliza para el estudio de procesos bacterianos, destacando entre ellos la formación de biofilms, comunidades bacterianas asociadas a superficies embebidas en una matriz extracelular. Los biofilms desempeñan un papel esencial en la interacción beneficiosa con las plantas al facilitar la colonización de tejidos vegetales y producir metabolitos que promueven el crecimiento de las plantas y las protegen contra patógenos. Esta tesis se centra en el tratamiento biológico de semillas con B. subtilis y componentes de su matriz extracelular, particularmente la proteína TasA y el lipopéptido fengicina. Se descubrió que estos tratamientos aceleran el crecimiento de las raíces de las plantas y cambian su perfil metabólico. TasA y fengicina optimizan el catabolismo de lípidos en las semillas, lo que beneficia el crecimiento de la plántula. Sin embargo, fengicina también presenta efectos a largo plazo al aumentar los niveles de metabolitos antioxidantes que mejoran la resistencia contra patógenos.