Introducción

La utilización de microorganismos en la agricultura ha sido una práctica conocida desde hace siglos. Sin embargo, es hasta en los últimos años que se ha comenzado a estudiar de manera más detallada el uso de microorganismos como biofertilizantes. La genética microbiana ha tenido un papel importantísimo en la producción de estos biofertilizantes y en este artículo explicaremos cómo se han utilizado dichas herramientas genéticas.

¿Qué son los biofertilizantes?

Los biofertilizantes son aquellos productos que contienen microorganismos seleccionados y procesados para su uso como suplementos o reemplazo de fertilizantes químicos en la agricultura. Estos microorganismos pueden ser bacterias fijadoras de nitrógeno, hongos micorrizógenos, bacterias solubilizadoras de fósforo, entre otros. La producción de biofertilizantes puede realizarse a partir de una variedad de materias primas como residuos orgánicos, estiércol, suelos y plantas. Algunos de los beneficios que ofrecen los biofertilizantes son:

• Reducción del uso de fertilizantes químicos
• Aumento de la calidad y cantidad de la producción agrícola
• Mejoras en la estructura del suelo
• Protección del medio ambiente
• Bajo costo

Genética microbiana en la producción de biofertilizantes

La utilización de la genética microbiana en la producción de biofertilizantes ha permitido mejorar las características de los microorganismos presentes en ellos, lo que ha redundado en una mayor eficacia en la agricultura. Uno de los primeros ejemplos de la utilización de la genética microbiana en la producción de biofertilizantes ocurrió en la década de los años 60, cuando se crearon cepas de Rhizobium que podían fijar el nitrógeno de manera más eficiente. Posteriormente, en los años 80, se empezaron a utilizar técnicas de ingeniería genética para modificar la capacidad de los microorganismos para solubilizar el fósforo. Esto se logró insertando genes de bacterias solubilizadoras de fósforo en un microorganismo que no era capaz de solubilizarlo. En la actualidad, la producción de biofertilizantes basada en la genética microbiana se ha expandido a la utilización de microorganismos con propiedades específicas para controlar enfermedades de plantas y para incrementar la producción de biomasa en cultivos seleccionados.

Bacterias fijadoras de nitrógeno

Las bacterias fijadoras de nitrógeno son capaces de convertir el nitrógeno atmosférico en formas de nitrógeno que las plantas pueden usar. Este proceso se da gracias a unas proteínas llamadas nitrogenasas que son producidas en las células de estas bacterias. En la producción de biofertilizantes de bacterias fijadoras de nitrógeno se han utilizado diversas técnicas de genética microbiana. Por ejemplo, se han insertado genes que codifican nitogenasas de bacterias como Azorhizobium caulinodans en bacterias no fijadoras de nitrógeno. Otros desarrollos interesantes en el tema han incluido el aislamiento de bacterias fijadoras de nitrógeno de especies vegetales de interés agronómico y la identificación de genes que le dan la capacidad de fijar nitrógeno.

Hongos micorrizógenos

Los hongos micorrizógenos son aquellos que forman simbiosis con las raíces de las plantas, mejorando la absorción de agua y nutrimentos por la planta. Estos hongos establecen una red de tubos conductores que les permiten obtener nutrimentos del suelo que son entregados a la planta. La producción de biofertilizantes con hongos micorrizógenos ha sido llevada a cabo a partir de la selección de cepas específicas para una especie de planta y la optimización de las técnicas de producción de esporas de estos hongos. Otro desarrollo interesante en la producción de biofertilizantes con hongos micorrizógenos se basa en la modificación genética de los hongos para expresar ciertas proteínas fúngicas que son capaces de interactuar con la planta y mejorar su nutrición.

Bacterias solubilizadoras de fósforo

Las bacterias solubilizadoras de fósforo son aquellas que tienen la capacidad de transformar el fósforo inutilizable en el suelo en una forma que las plantas pueden absorber. Para ello, algunas bacterias producen ácidos orgánicos que liberan el fósforo de los compuestos en los que se encuentra. La utilización de la genética microbiana en la producción de biofertilizantes basados en bacterias solubilizadoras de fósforo ha permitido seleccionar cepas capaces de solubilizar fósforo en una variedad de condiciones de suelo. Además, se han utilizado técnicas de genética microbiana para insertar los genes responsables de la producción de ácidos orgánicos de bacterias solubilizadoras de fósforo en otros microorganismos que no producen estos ácidos.

Conclusiones

En conclusión, la utilización de la genética microbiana ha sido de gran importancia en la producción de biofertilizantes. La capacidad de modificar los microorganismos para mejorar sus propiedades ha permitido desarrollar biofertilizantes de mayor eficacia en la agricultura. No cabe duda de que en el futuro se seguirá utilizando la genética microbiana en la producción de biofertilizantes, lo que permitirá mejorar aún más la calidad y eficacia de estos productos en la agricultura.