The role of the Bacillus subtilis extracellular matrix in mediating interspecies interactions.

Abstract

La interacción entre microorganismos y plantas es fundamental para la salud vegetal y la producción de alimentos. Bacterias como Pseudomonas y Bacillus desempeñan un papel clave al promover el crecimiento vegetal y combatir patógenos mediante la producción de metabolitos secundarios. Bacillus subtilis destaca por su capacidad para formar biofilms y su matriz extracelular (MEC), compuesta por proteínas como TasA y lipopéptidos como fengicina, que son esenciales en sus interacciones con plantas y hongos patógenos como Botrytis cinerea. Esta tesis doctoral explora los mecanismos moleculares detrás de las interacciones de B. subtilis con Pseudomonas chlororaphis y B. cinerea. Se demuestra que B. subtilis responde al ataque del sistema de secreción tipo VI (T6SS) de Pseudomonas mediante la esporulación, un mecanismo de supervivencia regulado por el factor σW y las histidina quinasas KinA y KinB. Además, se investiga el papel de la MEC en el antagonismo con B. cinerea, mostrando que TasA y fengicina actúan de manera sinérgica: TasA se adhiere a las hifas fúngicas, desorganizando su pared celular, mientras que fengicina induce estrés oxidativo y la formación de clamidosporas, estructuras de resistencia del hongo. La interacción entre B. subtilis y B. cinerea es bidireccional y dinámica. El hongo contrarresta la agresión bacteriana mediante la degradación de fengicina y la producción de oxilipinas, moléculas con actividad antibacteriana. Por su parte, B. subtilis degrada el quitosano de la pared celular fúngica para obtener nutrientes y aumentar su población. Estos hallazgos resaltan la complejidad de las interacciones microbianas, donde la competencia y la coexistencia dependen de estrategias metabólicas y ecológicas flexibles. En conjunto, esta investigación aporta nuevos conocimientos sobre los mecanismos de defensa y adaptación de B. subtilis en entornos competitivos, con implicaciones significativas para el control biológico de patógenos en la agricultura sostenible.