Los actinomicetos en la fertilidad y producción agrícola (página 2)

II.3 Influencias ambientales sobre los
actinomicetos

En términos cualitativos y cuantitativos la
población de Ac al igual que su actividad
mineralizante, dependen de la concentración de la materia
orgánica, del pH, de la
humedad, de la temperatura y
el cultivo vegetal sembrada en un suelo
específico (1).

La mineralización de los Ac en el suelo, esta
relacionada con la concentración de carbono
disponible en especial con los que contienen altos niveles de
materia orgánica como el humus, lo anterior es posible
medirlo directamente por CVP o indirectamente con
parámetros del metabolismo
como: la producción de dióxido de carbono, u
amonio derivado de compuestos proteicos, ácidos
nucleicos en el estiércol animal, o en los restos de
cultivos agrícolas, todo lo anterior aumenta la densidad de Ac
hasta 10,000,000 de UFC de Ac/g del suelo seco
(1,7,10).

El agregar restos de plantas en el
suelo eleva la temperatura, tanto la biota fúngica como la
bacteriana inicialmente proliferan, mientras que los Ac no se
estimulan hasta el final de la mineralización de la
materia orgánica, lo que indica que este proceso
depende de la acción
conjunta de bacterias y
hongos,
mientras que los Ac aparecen cuando los compuestos fáciles
de degradar desaparecieron y ya no existe competencia
(2,4):

Los Ac no toleran el pH ácido, su densidad es
inversa a la concentración del ión hidrógeno; especies del género
Streptomyces no proliferan a pH menor 5.9, en suelo
ácido la proporción de Ac es menor al 1% del total
de la población microbiana, existen géneros
resistentes a la ácidez (12-14), crecen mejor en
microambientes donde el valor
fluctúa entre 7 y 8 derivados de los productos
orgánicos alcalinos excretados por la actividad de la
microbiota heterotrofa acompañante (11), el pH limite de
crecimiento de los Ac es de 5.0 ello tiene aplicación
práctica en el control de
ciertas enfermedades
vegetales causadas por éste grupo, (10),
el uso intensivo del fertilizante nitrogenado con base en el
amonio que se oxida biológicamente a ácido
nítrico, mientras el encalamiento tiene un efecto
benéfico sobre los Ac, una condición neutra o
alcalina estimula su crecimiento, mientras que el contenido de
humedad de 85-100% o inundación los inhibe porque son
aeróbicos, no son afectados por la condición de
semisequedad como las bacterias verdaderas, en contraste una baja
humedad induce la formación de conidias, la densidad de Ac
permanece alta cuando el suelo se seca, pero el número de
bacterias comunes disminuye porque carecen de tolerancia a un
ambiente
árido. En una sequía severa en Kenya, Africa; los Ac
inicialmente representaban menos del 30% de colonias, pero con el
tiempo
alcanzaron más del 90% del total viable, en general en
suelo del desierto dominan la vida microscópica, la
humedad está asociado con la formación y
persistencia de sus conidias, las hifas requieren un por ciento
de humedad superior al 60% para mantenerse viables (1,6), este
hecho demuestra que las esporas o estructuras
relacionadas de los Ac son más resistentes a la
desecación y persisten por periodos mayores de tiempo que
otros grupos
microbianos del suelo.

El análisis de la densidad de las hifas de Ac
en portaobjetos de vidrio enterrado
en el suelo indica que un alto porcentaje son mesófilicos,
crecen poco a 5°C y nada a 39°C, al aumentar la
temperatura de 5 a 27°C se favorece su crecimiento, el
intervalo adecuado para su multiplicación esta entre 28 a
37°C (2,8, 10). En síntesis
la humedad, la temperatura y la cantidad de materia
orgánica derivada de las raíces, los restos
vegetales, la estación del año influyen en la
diversidad y densidad de Ac mayor en primavera y
otoño.

III. Clasificación de los
actinomicetos

Actualmente en el suelo existe una alta densidad de Ac
mayor de los que se conocían antes, los que se dividen en
las siguientes familias de acuerdo con el Manual de Bergey
2000:

1. Streptomycetes tiene hifas no fragmentadas, un
micelio aéreo extenso, esporas en cadenas con 5 a 50 o
conidias en cadena, los géneros representativos son :
Streptomyces, Microeliobosporia, Sporichthya
(1,10).

2. Actinomycetes del tipo Nocardia, poseen hifas
fragmentadas con pequeñas estructuras redondeadas o
alongadas; el subgrupo 1 que contiene ácido
mícolico; el subgrupo 2 está representado por el
género :Pseudonocardia; el subgrupo 3 por los
géneros : Nocardioides y Terrabacter; el
subgrupo 4 por: Promicronospora (2,11).

3. Actinoplanetes, tiene esporas en esporangios, el
diámetro de las hifas es de 0.2 a 2.0µ; los
géneros típicos son: Streptosporagium,
Actinoplanes, Planobispora, Dactylosporangium forman hifas no
fragmentadas; con conidias aisladas, o de cadena corta los
géneros como: Micromonospora, Microbispora,
Micropolyspora, Thermomonospora, Thjemoactnomices,
Actinobifida (4,12)

4. Géneros con esporangios diversos, los
fragmentos de hifas se dividen para dar estructuras redondas,
móviles, el típico es Geodermatophilus.
Mientras Frankia es un simbiote que fija nitrógeno
molecular en árboles
no leguminosas del género Alnus, cuando forma
nódulos en sus raíces por ello se fabrican
inoculantes con base en ese género que se cultiva en el
laboratorio
(13,15).

5. Madurromycetes tienen filamentos estables con una
espora o de cadena corta, los géneros representativos son:
Microtetraspora, Actinomadura, otros producen esporas
móviles como: Planobispora, Planomonospora,
Spirillospora o bien aquel que tiene esporas inmóviles
: Streptosporangium (3,14).

6. Thermomonospora, tienen filamentos estables producen
esporas sencillas como el género Thermomonospora,
ó en cadena como: Actinosynnema,
Nocardipsis, o aquel con una estructura
parecida a un esporangio representado por el género
Streptoalloteichus (4,12).

7. Thermoactinomycetes, forman filamentos estables con
una espora, todas las especies son termófilas como:
Thermoactinomyces (5).

En el suelo crece un amplio número de
géneros y especies que dominan en medio de cultivo
selectivo inoculad, como: Streptomyces que equivale al 70
a 90% del total, rara vez es baja, pero ciertas especies de este
género son el 5% del total de los Ac en algunos suelos, por
ejemplo: Nocardia es el segundo más abundante entre
10 al 30% de las colonias en medio selectivo, En general existen
los Ac mesofílicos que producen conidas en el extremo de
la hifa que pertenece a Micromonospora, su hifa mide 0.3 a
0.8µ de diámetro liberan esporas redondas u ovaladas
de 1.0 a 1.2 por 1.2 a 1.5µ en el extremo de los
conidióforos como: Thermoactinomyces un
termófilico dominante en el abono en
mineralización, cuando la temperatura se eleva producto de
proceso (9,12), las especies Micromonospora son el tercer
grupo en frecuencia con menos del 15% del total de los Ac que
crecen en agar especifico (5,11), los anteriores son miembros
morfológicamente distintivos de este grupo bacteriano, en
contraste las especies de Actinomyces poco comunes y otras
patógenas humanas (4,6), como lo muestra el cuadro
1.

Cuadro 1. Abundancia de los géneros de
actinomicetos en algunos suelos 1

Streptomyces difiere de Nocardia en que el
primero tiene un micelio que no se divide en segmentos pero da
origen a conidias, Streptomyces tiene un micelio
típico e hifas aéreas, las conidias en diferente
disposición en cadena, desde la punta al extremo proximal
del filamento, las conidias son redondas u ovaladas semejan
bacterias por el tamaño, en las hifas el crecimiento se
limita a la porción apical, la otra parte del filamento
permanece latente por largo tiempo, en medio de cultivo
líquido estacionario no genera turbidez, los filamentos
crecen en la superficie en una escama, con aire el
crecimiento de Streptomyces se forman grupos, pelotitas o
agregados de micelio, las colonias en medio de cultivo en agar
son consistencia dura y resisten la destrucción mecánica, pigmentada, el pigmento es
soluble en agua, difunde
en el medio sólido (12,15), este género es en parte
responsable del olor a suelo húmedo, o arado debido al
aromático conocido como geosmina, además existen
otros productos volátiles relacionados con la actividad
metabólica de los Ac en el suelo (1,2).

IV.
El papel de los actinomicetos en la agricultura

Los Ac se crecen lentamente en comparación con
las bacterias verdaderas, por ello no son competidoras, su
número disminuye al elevar la concentración de
nutrientes orgánicos, por la presión de
competencia biológica con otros grupos y cuando los
nutrientes están en baja concentración al
inició de la mineralización de restos vegetales,
dominan al limitarse la fuente de carbono y nitrógeno la
competencia disminuye, pues los Ac son heterótrofos,
dependen de la disponibilidad de compuestos
orgánicos, de carbono sencillo y luego del restante
complejo; ejemplo los ácidos orgánico,
azúcares simples y ciertos polisacáridos como: el
almidón, la inulina, la quitina, los lípidos,
las proteínas
e hidrocarburos
alifáticos de cadena larga y los aromáticos; los Ac
en cultivo puro mineralizan celulosa una
lenta velocidad de
la descomposición, también degradan
proteínas.

Las especies de Streptomyces hidrolizan la
quitina, su adición al suelo estimula su
proliferación (13), las de Micromonospora
también y otras la celulosa y las hemicelulosas (3,5), las
especies de Nocardia oxidan hidrocarburos del tipo de las
parafinas, fenoles, esteroides y pirimidinas como fuente de
carbono y energía, lo que se relaciona con la posibilidad
de emplearlos en biorremediación ambientes contaminados
con estos compuesto, además existen Ac
oligoscarbofílicos que crecen en ambientes o medio de
cultivos pobres en carbono orgánico (1).

Cuadro 2. Actinomicetos del suelo productores
antibióticos contra microorganismos
blanco5

El orden Actinomycetales se reconoce en la industria
farmaceutica porque sintetizan metabolitos tóxicos,
tres cuartas partes de géneros y especies que viven en el
suelo, los liberan al medio de cultivo inhiben el crecimiento de
bacterias, levaduras y hongos, el porcentaje de Ac que producen
antibióticos depende del tipo de suelo y de la
estación del año, como se muestra en el cuadro 2.0,
existen una amplio número que inhibe microorganismos
blanco sensibles a esos antibióticos (patógenas
humanas, animales o
vegetales), mientras que las especies de Streptomyces
liberan enzimas
extracelulares que atacan bacterias verdaderas, tales enzimas son
consideradas claves en el equilibrio
microbiológico del suelo (1-5).

Los Ac en su mayoría son mesófolitos
crecen a temperatura de entre 25-30°C, un tercio son
termofilicos y/o l termófilos facultativos que se
reproducen en el intervalo 55-65°C. Los termofilicos son
comunes en el suelo, en el estiércol, en la paja, algunos
también usan la quitina como única fuente de
carbono, combinado con peptona, sales minerales a pH de
7.5 si se mantienen a elevada temperatura, como en el abono
caliente, la población de Ac termofilicos es numerosa
entre 50-65°C se reportan de 1000-100,000/g de suelo seco,
los más comunes en procesos
así son: Thermoactinomyces y
Streptomyces.

El análisis microscópico y
microbiológico del suelo y abono indica que los Ac
(1,7,11) son de menor impacto que bacterias y hongos pero
participan en:

a) Mineralizan algunos polisácaridos resistentes
del tejido vegetal y animal, aunque no responden inmediatamente
al enriquecimiento carbono orgánico, no compiten con las
bacterias verdaderas ni con los hongos por carbohidratos
simples- pero si por los compuestos resistentes a la
mineralización.

b) Participan en la formación de humus mediante
la oxidación de restos vegetales y hojas de la
porción orgánica del suelo, algunos géneros
de Ac al crecer en medio de cultivo sintetizan moléculas
complejas que son básicas en la fracción de humus
en suelo.

c) Realizan la mineralización de abono verde, de
paja y estiércol a elevada temperatura donde dominan los
géneros como: Thermoactinomyces,
Streptomyces, la superficie de estos materiales
puede ser blanca o gris tipica por la actividad de ese
grupo.

d) Patogenos vegetales: Streptomyces scabies y
S. ipomoeae son fitopatógenos, causan la
roña de la papa, y la viruela del camote (1)

e) Nocardia asteroides y N. otitidis-caviarum
causan infecciones en humanos y animales.

f) Existen los que en asocian con árboles fijan
N2 en raíces vegetales como Frankia para
solucionar problemas de
reforestación y degradación de suelos, con acciones del
tipo de las bacterias promotoras del crecimiento
vegetal y con el uso potencial como inoculantes
biológicos (16).

V.
Conclusión.

Los Ac son fundamentales en la mineralización de
materia orgánica que hongos y bacterias no usan, como
antagonistas microbianos regulan la composición de la
comunidad en
el ecosistema del
suelo, en parte por que excretan antibióticos y enzimas de
la lisis, lo que tiene utilidad en el
control biológico de insectos plaga, nematodos y otros
fitopatógenos vegetales. Además se asocian con
raíces vegetales para fijación del N2;
es necesario realizar mas investigación sobre es grupo sólo
conocido por su capacidad de producir antibióticos para
aprovechar su potencial en agricultura y
mayor en la industria.

VI.
Bibliografía.

1. Alexander, M, 1977. Introduction to soil
microbiology. John Wiley and sons. New York, USA.

2. Bentley, R. 1997. Microbial secondary metabolites
play important roles in medicine; prospects for discovery of new
drugs. Perspectives in Biology and medicine. 40:
364-394.

3. Berge y's Manual of determinative bacteriology. 2000
J. G. Holt, N. R. Krieg, P. H. A. Sneath y J. T. Stanley (ed).
Zippincott Williams & Wilkings, USA.

4. Betina, V. 1994. Microbial metabolites affecting
plant growth and metabolism. 192-208. En V.Betina (ed). Bioactive
Secondary metabolite of microorganism.

5. Dairi, T. Y. Hamano, T. Furumai, y T. Oki. 1999.
Development of a self-cloning system for Actinomadura
verrucosospora and identification of poliketide synthasa
genes essential for production of the angucyclic antibiotic
pradimicin. Appl. Environ. Microbiol. 65: 2703-2709.

6. Gutiérrez, L.M.T. 2000. Potencial herbicida de
metabolitos aislados de especies selectas de actinomicetos.
Actinomyces MIV2B (31) como una fuente novedosa del
antibiótico maduramicina. Tesis de
Doctorado. UNAM, México
(inédita).

7. Gutiérrez-Lugo, M.T., B. Lotina-Hennsen, A.
Farrés, S. Sánchez y R. Mata. 1999. Phytotoxic and
photosynthetic activities of maduramicin and maduramicin methyl
ester. Z. Naturforch. 54: 325-332.

8. Hernandez, E, GA., Castillo T, J.,
Sánchez-Yáñez, J.M. 2006.

La microflora del pino (Abies vejari L) en la
Carolina de la Sierra de la Marta, Coahuila, México.
http://www.monografias.com

9. Jaya V. y N.K. Dubey. 1999. Perspectives of botanical
and microbial products as pesticides of tomorrow. Current Sci.
76: 172-179.

10. Lange, L., J. Breinholt, E.W Ramussen, y R. Y.
Nielsen. 1993. Microbial fungicides. The natural choice. Pest.
Sci. 39: 155-160.

11. Meyer, J.2000. Actinomycetes. in Bergeys's Manual of
Determinative Bacteriology ed. The Williams & Wilkins Co. New
York, USA. 4: 2511-2526.

12. Momose, I., H. Iinuma, W. Kinoshita, Y. Momose, S.
Kunimoto, M. Hamada y T. Takeuchi. 1999. Decatronomicins A and B,
New antibiotics produced by Actinomadura sp. MK 73-NF4. I.
Taxonomy, Isolation, Physicochemical properties and biological
activities. J. Antibiot. 52: 781-786.

13. Momose, I., S. Hirosawa, H. Nakamura, H. Naganawa,
H. Iinuma, D. Ikeda y T. Takeuchi. 1999. Decatronomicins A and B,
New antibiotics produced by Actinomadura sp. MK 73-NF4. I.
Taxonomy, Isolation, Physicochemical properties and biological
activities. J. Antibiot. 52: 787-796.

14. Sanchez-Yañez, J.M. 2006. Las interacciones
microbianas su importancia para el suelo y la agricultura.
http://www.monografias.com

15. Sanchez-Yañez, J.M. 2006. Bacterias
promotoras de crecimiento
vegeal.https://www.monografias.com

16. Sturtz, A.V., Christie, B.R, and Nowak, J. 2000.
Bacterial endophytes: potential role in developing sustainable
systems of crop production. Cri. Rev. Plant Sci.
19:1-30.

Dedicatoria: a mis profesores de la FCB-UANL,
Monterey. N.L. México (1974-1978) gracias.

Agradecimientos. Al proyecto 2.7 de
la CIC-UMSNH (2006-2007) por su apoyo, a Jeanneth Caicedo Renfigo
por su trabajo
secretarial y de redacción.

Juan Manuel
Sánchez-Yáñez1*

Javier Villegas Moreno

Liliana Marquez B**

*Lab. Microbiología Ambiental., Instituto de
Investigaciones Químico
Biológicas,

1*autor correspondiente

.

Instituto de Investigaciones en Recursos
Naturales. Universidad
Michoacana de San Nicolás de Hidalgo. Morelia, Mich,
México.