El Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, (CONACYT), otorgó al proyecto “Desarrollo de procesos de cultivos bacterianos y su escalamiento para la producción comercial de biofertilizantes”, desarrollado por Biofábrica Siglo XXI, S. A. de C. V., en colaboración con La Unidad de Bioprocesos del Instituto de Investigaciones Biomédicas, de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), el apoyo del Programa de Estímulos a la Innov ación 2010.

Este proyecto, plantea la investigación de la formulación de medios de cultivo que permitan el mejoramiento de las características del producto de fermentación (aumento de las poblaciones bacterianas) de las bacterias Azospirillum brasilense, Rhizobium etli y Sinorhizobium meliloti, así como el mantenimiento de sus características funcionales, fisiológicas y metabólicas, que permitan establecer la eficiente simbiosis con la planta y el desarrollo del crecimiento vegetal.

Rhizobium: Etli y Sinorhizobium meliloti

Las rhizobias son alfa proteobacterias, bacilos cortos, a veces pleomórficas, de tinción negativa de Gram, no forma esporas, inocua para el hombre, habita comúnmente el suelo y la rizósfera; es muy conocida su asociación simbiótica con plantas leguminosas (Bahlawane et al., 2008). En esta relación la bacteria proporciona amonio derivado de la fijación del nitrógeno atmosférico, y recibe de la planta, a cambio, compuestos de carbono provenientes de la fotosíntesis.

La asociación entre estos organismos es muy especializada, debido a que ha sido seleccionada durante millones de años porque tiene que haber un intercambio de señales químicas para que la bacteria se introduzca en las raíces y forme, en conjunto con la planta, estructuras llamadas nódulos, en los cuales habitará y fijará nitrógeno. En el nódulo, la leghemoglobina de origen vegetal proporciona el oxígeno esencial para su supervivencia y metabolismo.

Las leguminosas incluyen plantas de interés agronómico, como frijol, soya, chícharo, haba, lenteja y cacahuate, para la alimentación humana y otras utilizadas como forraje (acacia, alfalfa, guaje, Lotus y trébol).

Rhizobium etli es el simbionte predominante del frijol en campos agrícolas de Mesoamérica y la que se encuentra en el biofertilizante de la Biofábrica Siglo XXI se obtuvo a través del mejoramiento genético de la regulación de la fijación de nitrógeno (Peralta et al., 2004).

Azospirillum brasilense

Azospirillum brasilense es una de las bacterias empleadas para la formulación de uno de los biofertilizantes (Azofer) de Biofábrica Siglo XXI. Esta bacteria, con capacidad de fijación de nitrógeno, coloniza la superficie de las raíces de las plantas y la rizósfera de diversos cultivos de importancia agrícola tales como trigo, maíz, sorgo, arroz, cebada o avena (Dobbelaire et al., 2000, Caballero J. en microbiologia.org.mx, Bashan et al., 2007) y en cultivos perennes como el café o los cítricos (Basham et al., 2003), tanto en vivero como en plantaciones comerciales establecidas en campo. Otra característica de esta bacteria es su capacidad para producir reguladores del crecimiento vegetal (principalmente ácido indol acético, IAA), favoreciendo el crecimiento radicular (Mark et al., 2000), lo que permite mayor capacidad de absorción de agua y nutrientes disponibles en el suelo, incluyendo  nutrientes o fertilizantes aplicados (Basham et al., 2003). Azospirillum es una alfa proteobacteria, microaerofílica, de forma vibroide y pleomórfica que produce altas concentraciones del polímero poli-b-hidroxibutirato (PHB) en forma de gránulos intracelulares que utiliza como reserva de energía y favorece la resistencia de la bacteria a condiciones de estrés como la desecación (Kadouri et al., 2002, Nur et al., 1982, Tal et al., 1990).

Estructura organizativa  del Proyecto

La Unidad de Bioprocesos (UBP) del Instituto de Investigaciones Biomédicas de la UNAM, aportará su experiencia técnico-científica, en el área de fermentación y desarrollo de cultivos bacterianos, así como con la infraestructura adecuada para el desarrollo del presente proyecto. En tanto, Biofábrica Siglo XXI, aportará el conocimiento y la experiencia científico-técnico que ha acumulado, para retroalimentar a la UBP-IIB-UNAM respecto a las mejores condiciones mediante la evaluación de los cultivos en cuanto a la fisiología bacteriana, vida de anaquel y eficiencia de promoción del crecimiento y productividad de la planta. Los fondos del proyecto serán gestionados por la empresa.

Plan del Proyecto

El proyecto se desarrollará por grupos de trabajo de Biofabrica Siglo XXI y de la UBP, en diferentes fases. En específico:

• Evaluación del efecto de la relación carbono/nitrógeno en cultivos en matraces convencionales de las cepas bacterianas en estudio.
• Determinación del efecto de la adición de sales minerales traza en el crecimiento, viabilidad y consumo de la fuente de carbono de las cepas de Rhizobium etli y Azospirillum brasilense.
• Evaluación del crecimiento y viabilidad celular, morfología colonial, pH, densidad óptica y consumo de la fuente de carbono.
• Evaluación agronómica de los biofertilizantes.

Para la empresa es de vital importancia, desde el punto de vista competitivo, contar con la tecnología completa del proceso de producción de los biofertilizantes, para así ofrecer un producto de calidad y eficiencia, por tanto, Biofabrica Siglo XXI está comprometida con la investigación y el desarrollo de nuevas alternativas para beneficio de Sector Agrícola.