Cepa bacteriana Pseudomonas fluorescens N21.4, microorganismo del grupo de las bacterias Gram-,

género Pseudomonas, estimulante del metabolismo secundario de compuestos fenólicos. Esta cepa ha sido aislada a partir de la rizosfera de Nicotiana glauca, en agar nutritivo (PCA), y ha sido caracterizada desde el punto de vista morfológico, bioquímico y genético mediante secuenciación parcial del gen 16s. Puedo ser utilizada con objeto de incrementar el contenido en compuestos fenólicos en especies vegetales de interés farmacológico y alimentario, cuya aplicación sería obtener mayor cantidad de principios activos y/o nuevos alimentos con un contenido estandarizado en fenoles, como brotes de soja con mayor contenido en isoflavonas, o frutos del bosque con mayor contenido en antocianos, teniendo también aplicación como fitosanitario, fortaleciendo a las plantas frente al ataque de agentes biológicos patógenos

Pseudomonas fluorescens N21.4 estimulante del metabolismo secundario de compuestos fenólicos.

La presente invención se refiere a una cepa de Pseudomonas fluorescens (N21.4, código interno del laboratorio) para su uso en el tratamiento de plantas con el objeto de inducir la síntesis de compuestos fenólicos. del metabolismo secundario con interés farmacológico y nutricional, además de fortalecer a las plantas frente a los agentes externos, por lo que también resulta de interés como fitosanitario.

Esta cepa ha sido depositada con fines de patente en la Colección Española de Cultivos Tipo (CECT), con fecha 29 de octubre de 2009, donde se le ha asignado el número 7620. La CECT tiene su sede en el edificio de investigación de la Universidad de Valencia, sito en el campus de Burjassot (DP 46100 - Valencia, España).

La invención se encuadra dentro de los campos de la biotecnología, la farmacología y los nuevos alimentos- Esta cepa bacteriana puede servir de base para la preparación de diferentes tipos de productos estimulantes del metabolismo secundario de plantas. Estos productos mejorarán el contenido en bioactivos de naturaleza fenólica que puedan constituir principios activos de diversos medicamentos, mejorar la calidad de ciertos alimentos y mejorar la defensa de las plantas frente al ataque de agentes biológicos patógenos.

Estado de la técnica

Los mecanismos de acción de las bacterias promotoras del crecimiento vegetal, se pueden resumir en dos tipos: directos, cuando los metabolitos producidos alteran el metabolismo de la planta (actividad hormonal, estimulación de los mecanismos defensivos..), e indirectos, cuando sintetizan compuestos que facilitan la captación o movilización de nutrientes o evitan el crecimiento de microorganismos patógenos sobre la planta, sin alterar el metabolismo de la planta.

En este caso resulta de interés uno de los mecanismos directos, es decir que alteran el metabolismo de la planta. La planta posee un metabolismo secundario, altamente inducible, relacionado con la defensa de la planta y adaptaciones a situaciones adversas, a las que tiene que hacer frente. Dentro de este metabolismo secundario se encuentra el metabolismo de compuestos fenólicos., que además de estar relacionados con la defensa de la planta, son de interés para la salud humana, tanto cuando se consumen alimentos de origen vegetal que los contienen de forma natural, como los extractos vegetales dedicados a suplementos nutricionales. También son importantes como fuente de principios activos para la obtención de medicamentos.

Pseudomonas fluorescens pertenece al grupo de las bacterias Gram -. El género Pseudomonas es común entre bacterias del suelo, y pueden ser patógenos oportunistas en animales y patógenos de plantas. Siguiendo la taxonomía del Manual Bergeys, edición marzo de 2001, esta bacteria se encuadra dentro del Dominio Bacteria, Phylum Proteobacteria, Clase gamma proteobacteria, Orden Pseudomonadales, Familia Pseudomonaceae. El género Pseudomonas es muy común en el sistema edáfico, y se ha descrito en repetidas ocasiones como bacteria protectora frente a distintas enfermedades de plantas. Algunas bacterias de este grupo producen pigmentos fluorescentes de colores amarillo-verdosos fácilmente solubles en agua. Entre otras funciones, estos pigmentos actúan como sideróforos (moléculas capaces de capturar el hierro del medio para el metabolismo del microorganismo). Además, presentan una gran versatilidad metabólica debido a un gran número de plásmidos que contienen operones inducibles para la síntesis de enzimas específicas que permitan catabolizar los compuestos presentes en el medio. La presencia de Pseudomonas sp. en la rizosfera de distintas plantas afecta de forma beneficiosa a su fisiología indicando que es muy posible su selección por la planta a nivel rizosférico. Los efectos de esta cepa sobre la fisiología de distintas plantas indican que la planta las selecciona en su beneficio.

Si bien existen referencias en la literatura científica que citan Pseudomonas fluorescens por su interés como promotora del crecimiento vegetal y protector frente a patógenos, no se ha citado su capacidad para estimular el metabolismo de compuestos fenólicos. con fines terapéuticos, a través de la nutrición humana o como fuente de principios activos para suplementos nutricionales. (Evidence of disease resistance induced by rhizosphere pseudomonad against pseudomonas-syringae pv, phaseolicola Journal of general and applied microbiology Volume: 41 Issue: 4 Pages: 315-325 Published: AUG 1995. Alstrom, s.; Effect of plant growth-promoting rhizobacteria and culture fíltrate of Sclerotium rolfsii on phenolic and salicylic acid contents in chickpea (Cicer arietinum) Singh UP, Sarma BK, Singh DP CURRENT MICROBIOLOGY Volume: 46 Issue: 2 Pages: 131-140 Published: FEB 2003; Differential methods of inoculation of plant growth-promoting rhizobacteria induce synthesis of phenylalanine ammonialyase and phenolic compounds differentially in chickpeabasha SA (Basha, S. A.), Sarma BK (Sarma, B. K.), Singh DP (Singh, D. P.), Annapurna K (Annapurna, K.), Singh UP (Singh, U. P.) FOLIA MICROBIOLOGICA Volume: 51 Issue: 5 Pages: 463-468 Published: 2006).

Realizando una búsqueda retrospectiva de patentes a nivel mundial en la base de datos de producción española Invenet (OEPM) y en la internacional Worlwide, a través del sistema Esp@cenet, se confirma dicha conclusión extraída de la consulta de literatura científica: la inexistencia de documentos de patente relativos a la especie bacteriana Pseudomonas fluorescens como inductora del metabolismo secundario de compuestos fenólicos. con interés farmacológico y nutricional, y también como fitosanitario, ya que tampoco se han encontrado patentes donde se reivindique el uso de Pseudomonas fluorescens como estimulante de compuestos fenólicos. en relación con la defensa de la planta.

Tras la referida búsqueda se ha constatado que existen 419 patentes relacionadas con la bacteria Pseudomonas fluorescens publicadas a nivel mundial (siete con efectos en España), de las cuales sólo cuatro (ninguna española) guardan relación con compuestos fenólicos., pero en ninguna de ellas Pseudomonas fluorescens se caracteriza por su capacidad estimulante del metabolismo secundario de compuestos fenólicos. en plantas, que es el objeto de la presente invención.

En efecto, en las cuatro patentes encontradas para Pseudomonas fluorescens tienen relación con la metabolización de compuestos fenólicos.; a saber: GB2431926A "Charred biological material carrying microbes", KR2003008 6477A "Microbial agent sewage and watewater treatment", EP1537919A2 "Method for microbiologically decontaminating polluted materials resulting from road demolition" y US6406882B1 "Immobilized microbial consortium for the treatment of phenolic waste-water from petroleum refineries". En todas ellas los compuestos fenólicos. tienen la condición de agentes contaminantes, y el microorganismo se utiliza con el fin de descomponerlos en tratamientos de descontaminación de suelos, aguas residuales, deshechos biodegradables, etc., pero no por su capacidad estimulante del metabolismo secundario de compuestos fenólicos. en especies vegetales.

La invención

El objeto de la invención que aquí se describe y que, a la vista del estado de la técnica anterior, se entiende cumple con las condiciones de novedad y actividad inventiva necesarias para poder ser merecedora del derecho de patente, es el aislamiento y caracterización de la cepa bacteriana Pseudomonas fluorescens N21.4 (CECT 7620), que es un microorganismo del grupo de las bacterias Gram -, género Pseudomonas, con capacidad de inducir la síntesis de compuestos fenólicos. del metabolismo secundario en especies vegetales que, por la naturaleza de tales compuestos, resultan de interés farmacológico y/o nutricional, además de tener aplicación como fitosanitario frente al ataque de agentes biológicos patógenos.

Las características fisiológicas y el análisis genético de esta cepa permiten identificarla inequívocamente, diferenciándola de otras especies del género Pseudomonas.

Una vez aislada y caracterizada, se realizaron diversas pruebas para poner de manifiesto actividades bioquímicas indicadoras de su potencial capacidad de inducción de defensa sistémica y promoción del crecimiento vegetal. Estas fueron, producción de auxinas, degradación de 1-aminociclopropano-l-carboxilato, solubilización de fosfato y producción de sideróforos y... [Seguir leyendo]

1. Pseudomonas fluorescens N21.4 (CECT 7620), microorganismo del grupo de las bacterias Gram género Pseudomonas, caracterizado por su capacidad estimulante del metabolismo secundario de compuestos fenólicos en especies vegetales, actuando de forma directa en plantas de interés farmacológico y nutricional, y protegiéndolas frente al ataque de agentes biológicos patógenos, resultando también de interés fitosanitario.

2. Uso de Pseudomonas fluorescens N21.4 (CECT 7620), o cualquier molécula derivada de ella, según reivindicación 1, para su aplicación en cualquier tipo de cultivo agrario o forestal, a fin de incrementar la producción de compuestos fenólicos del metabolismo secundario de interés farmacológico, nutricional y/o fitosanitario.

3. Uso de Pseudomonas fluorescens N21.4 (CECT 7620), o cualquier molécula derivada de ella, según reivindicación 2, para su aplicación en cualquier especie de plantas de la familia Leguminosae con el objeto de incrementar su capacidad de producción de compuestos fenólicos de interés farmacológico, nutricional y/o fitosanitario.

4. Uso de Pseudomonas fluorescens N21.4 (CECT 7620), o cualquier molécula derivada de ella, según reivindicación 3, para su aplicación en plántulas de soja (Glycine max. Osumi), con el objeto de incrementar su capacidad de producción de isoflavonas.

5. Uso de Pseudomonas fluorescens N21.4 (CECT 7620), o cualquier molécula derivada de ella, según reivindicación 3, para su aplicación en semillas de plantas de soja (Glycine max. Osumi), con el objeto de modificar el perfil de isoflavonas, incrementando la concentración de agliconas.

6. Uso de Pseudomonas fluorescens N21.4 (CECT 7620), o cualquier molécula derivada de ella, según reivindicación 2, para su aplicación en cualquier especie vegetal de las que constituyen los frutos rojos o frutos del bosque, como (fresa, frambuesa, mora, arándano, o mirtillo, con el objeto de incrementar su contenido en compuestos fenólicos de interés farmacológico, nutricional y/o fitosanitario.

7. Uso de Pseudomonas fluorescens N21.4 (CECT 7620), o cualquier molécula derivada de ella, según reivindicación 6, para su aplicación en mora (Rubus fruticosus), con el objeto de incrementar el contenido en antocianos y taninos.

8. Uso de Pseudomonas fluorescens N21.4 (CECT 7620), o cualquiera de sus partes, según reivindicación 2, para su aplicación en cualquier especie de plantas de la familia Hypericaceae, con el objeto de incrementar el contenido de compuestos fenólicos de interés farmacológico.

9. Uso de Pseudomonas fluorescens N21.4 (CECT 7620), según reivindicación 8, para su aplicación en Hypericum perforatum, con el objeto de incrementar el contenido en hipericina y pseudohipericina.

10. Uso de Pseudomonas fluorescens N21.4 (CECT 7620), o cualquier molécula derivada de ella, según reivindicaciones 1 a 9, bien la cepa individual o en combinación con otros organismos, formando parte de cualquier preparado, ya sea individualmente o en combinación con otros organismos, y por cualquier medio disponible que ponga la bacteria en contacto con la semilla, el sistema radical o aéreo de las plantas.

11. Uso de Pseudomonas fluorescens N21.4 (CECT 7620), o cualquier molécula derivada de ella, según reivindicaciones 1 a 9, bien la cepa individual o en combinación con otros organismos, o formando parte de cualquier preparado, ya sea individualmente o en combinación con otros organismos, y por cualquier medio disponible que ponga la bacteria en contacto con células procedentes de cualquier forma de cultivo in vitro.