Monografía Hongos Endofíticos

Monografía: Hongos endofíticos, un panorama sobre este campo de investigación.

Monografía requerida para aprobar la Materia Biotecnología de Hongos. Cohorte 2011 Alumna: Nathalie Ruiz Mostacero

Hongos endofiticos 2012

Nathalie Ruiz Mostacero_ Biotecnología de Hongos Año 2011 2

Contenido

Contenido .............................................................................................................. 2

Introducción .......................................................................................................... 3

Endofíticos ............................................................................................................ 5

Origen de los endofíticos ...................................................................................... 6

Hongos endofíticos – huésped .............................................................................. 7

Xenohormesis ................................................................................................... 8

Transferencia horizontal de genes (HGT) ........................................................ 8

Rasgo específico de infalibilidad de los endofíticos (TSEI) ............................ 9

Hongos endofíticos/ hongos patógenos ................................................................ 9

Métodos de aislamiento e identificación de HE ................................................. 12

Aislamiento por siembra de fragmento ........................................................... 12

Filtración de partícula y cultivo por extinción ................................................ 15

Campos de investigación con endofíticos ........................................................... 18

Biotransformadores ......................................................................................... 18

Generadores de compuestos conocidos .......................................................... 20

Compuestos con importancia terapéutica obtenidos a partir de HE ............... 23

Posibles aplicaciones biotecnológicas de los HE ............................................... 26

¿Obstáculos o desafíos? ...................................................................................... 27

Conclusión .......................................................................................................... 29

Trabajos citados .................................................................................................. 30

Imágenes ............................................................................................................. 31

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Introducción

Los hongos son organismos eucariotas que al igual que las células vegetales, poseen una pared celular rígida que protege al citoplasma y otorga la forma característica a la unidad celular. A diferencia de las células vegetales, los hongos no poseen la maquinaria biosintética necesaria para poder generar su propio alimento, son organismos heterótrofos cuya nutrición se realiza a través de la pared celular mediante la absorción de pequeñas moléculas y la liberación al medio de enzimas capaces de transformar moléculas complejas en otras más simples y de esa forma poder absorberlas. Los hongos han desarrollado numerosas estrategias de supervivencia, obteniendo una alta capacidad de adaptación a las condiciones del medio en que se encuentran pudiendo utilizar una amplia variedad de compuestos orgánicos como fuente de alimento. Es posible hallarlos en ambientes naturales, como en ambientes urbanos, en organismos vivos y también en materia en descomposición. En su relación con los organismos vivos han desarrollando diversas relaciones de simbiosis pudiendo establecer condiciones de mutualismo, comensalismo o parasitismo con el organismo huésped. En relación al hombre y los animales, los hongos han desarrollado relaciones de parasitismo, siendo hasta el momento reconocidos como agentes causales de problemas sanitarios, originando entre otras afecciones, casos de alergias, dermatitis e infecciones oportunistas en personas con su sistema inmune comprometido. En su relación con los vegetales han establecido todas las variantes de simbiosis anteriormente mencionadas. En situaciones en las cuales los hongos se comportan como parásitos de las plantas, estos afectan de manera considerable la economía mundial, originando pérdidas de cosecha por debilitamiento/muerte del vegetal o por la contaminación de numerosos alimentos debido a la presencia de hongos que liberan diferentes sustancias tóxicas para los seres vivos. A pesar de lo mencionado anteriormente, en los vegetales también existen relaciones de comensalismo y mutualismo entre el hongo y el vegetal, podemos pensar a la planta sin síntomas observables de patología como un ecosistema en armonía y equilibrio en el cual se encuentran numerosas clases de microorganismos.

Dentro de este grupo de organismos se encuentran los hongos endofíticos (HE), microorganismos que habitan en los tejidos internos de los vegetales y que a diferencia

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de los hongos patógenos (HP) no enferman a la planta. A diferencia de los HP, este grupo de hongos han sido menos estudiados por la comunidad científica, teniendo una menor información de sus características, su metabolismo, el tipo de relación que establecen con el vegetal huésped y las diversas funciones que puede desarrollar. El estudio de algunas especies de HE ha abierto un nuevo campo de investigación. El análisis de sus características biosintéticas y los metabolitos secundarios que elaboran, estructuras complejas y otras similares a los metabolitos de la planta huésped, los han vuelto un interesante campo de desarrollo e investigación para la comunidad científica. Las propiedades mencionadas anteriormente los ubican como posibles:

- Generadores de estructuras novedosas con actividades biológicas interesantes.

- Productores de reconocidos metabolitos secundarios, aislados originalmente de plantas medicinales.

- Bio-reactores con un alto grado de estéreo- especificidad y rendimiento.

En el presente trabajo trataremos de dar una introducción al campo de investigación que actualmente se está desarrollando en torno a los endofíticos, en especial a aquellos de naturaleza fúngica.

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Endofíticos

El término endofíticos fue introducido por Henrich Anton de Bary en el año 1866 para identificar a todo organismo que reside dentro de los tejidos vegetales (Kharwar, Mishra, Gond, Stierle, & Stierle, 2010). Los investigadores han efectuado diversas aclaraciones a la mencionada definición a fin de tornarla más completa. En la actualidad la definición propuesta por Bacon y White es la más aceptada: “Los endofíticos son microbios que han colonizado los tejidos internos de plantas vivas sin causar ningún daño inmediato o efecto negativo” (Kharwar, Mishra, Gond, Stierle, & Stierle, 2010). Microbios, engloba a hongos, bacterias, cianobacterias, actinomicetes, y protistas que viven en el vegetal de manera asintomática. Dentro del grupo de los organismos endofíticos los hongos son un grupo complejo y diverso que ha colonizado vegetales de diferentes partes del mundo. Hasta el momento todas las plantas que han sido estudiadas han presentado colonización por parte de los mismos (Kharwar, Mishra, Gond, Stierle, & Stierle, 2010). Actualmente son considerados como simbiontes ubicuos de plantas (Petrini, 1986). Han sido aislados de algas, briofitas, pteridofitas, gimnospermas y angiospermas; de órganos vegetales aéreos (tallos, hojas, flores, corteza), subterráneos (raíces) (Kharwar, Mishra, Gond, Stierle, & Stierle, 2010) y hasta de las mismas semillas, manera por la cual son trasmitidos de planta a planta (Peixoto Neto, De Acevedo, & Caetano, 2004). Es importante remarcar que a diferencias de los hongos micorrícicos, presentes también en las raíces, los hongos endofíticos establecen con sus hospedadores relaciones simbióticas complejas, pues no solo interactúan con el huésped sino también con las demás especies que puedan estar presentes (Schulz, Boyle, & Sieber, Microbial Root Endophytes, 2006 pag. 6).

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Origen de los endofíticos

Es interesante preguntarnos cuál es el origen de los HE y cual es su forma de penetración; cual es la o las características que marcan la diferencia entre un hongo endofítico y otro patógeno; y de qué manera se comportan los primeros que su presencia no enferma al huésped. Se han propuesto diversas hipótesis sobre el origen de los HE en los organismos vegetales; muchas de ellas consideran que éstos se originan de semillas, de la rizosfera, de filoplano o de material utilizado para la propagación vegetativa (Perez, Rojas, & Vale, 2009). Logran penetrar en los vegetales por aberturas naturales o artificiales, tales como estomas, heridas causadas por los instrumentos agrícolas, lastimaduras minúsculas en las raíces, ocasionadas por la fricción de estas con las partículas del suelo (Peixoto Neto, De Acevedo, & Caetano, 2004). Estudios realizados sobre los modos de penetración de los HE muestran que éstos sintetizan in vitro las enzimas necesarias para penetrar y colonizar las plantas hospedadoras. El proceso de penetración, colonización

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