Cepa bacteriana CECT7626, usos y producto xeroprotector producido por la misma.

Microorganismo de la especie bacteriana Arthrobacter sp. con número de acceso CECT7626. La presente invención también se refiere al uso de dicho microorganismo o de una población del mismo para aumentar la tolerancia al estrés hídrico de una planta o para aumentar el crecimiento de una planta en condiciones óptimas de contenido hídrico de dicha planta. Además, la presente invención se refiere al uso de dicho microorganismo o de una población del mismo para la producción de una composición xeroprotectora, donde dicha composición comprende glucosa, acetato, lactato y valina. Y, la presente invención también se refiere al método para aumentar la tolerancia al estrés hídrico de una planta o para producir la composición xeroproctectora de la presente invención.

Cepa bacteriana CECT7626, usos y producto xeroprotector producido por la misma.

La presente invención se refiere a un microorganismo de la especie bacteriana Arthrobacter sp. con número de acceso CECT7626. Asimismo la presente invención se refiere al uso de dicho microorganismo o de una población del mismo para aumentar la tolerancia al estrés hídrico de una planta o para aumentar el crecimiento de una planta en condiciones óptimas de contenido hídrico de dicha planta. Además, la presente invención se refiere al uso de dicho microorganismo o de una población del mismo para la producción de una composición xeroprotectora, donde dicha composición comprende glucosa, acetato, lactato y valina. La presente invención también se refiere al método para aumentar la tolerancia al estrés hídrico de una planta o para producir la composición xeroproctectora de la presente invención.

Estado de la técnica anterior La búsqueda de mejores fenotipos y genotipos de plantas de cultivo para aumentar la producción, mejoras nutricionales, calidad en el fruto y planta, es de gran interés para la comunidad científica. La selección de fenotipos ha mostrado buenos resultados en la obtención de mejores variedades, sin embargo, el papel de la biotecnología tiene especial importancia ya que la utilización de microorganismos a las raíces de las plantas ha propiciado que se logren grandes avances en la comprensión del efecto de los microorganismos de la rizosfera en la regulación metabólica y genética del las plantas como por ejemplo, la utilización de Agrobacterium para la obtención de plantas transgénicas, o el empleo de bacterias fijadoras de nitrógeno asociadas a las plantas leguminosas.

En las plantas de cultivo, la rizosfera constituye una de las principales fuentes de materia orgánica en los suelos. Dicha rizosfera estimula la actividad microbiana. En la rizosfera se dan complejas interacciones entre los microorganismos y las raíces de las plantas. El potencial hídrico de la rizosfera es un aspecto clave que determina la biodisponibilidad de agua, oxígeno y sustratos de plantas y microorganismos. Los exudados de determinados microorganismos pueden proteger a bacterias del estrés hídrico. En la agricultura mediterránea, el estrés hídrico es uno de los principales factores que limitan la producción de los cultivos.

Es conocido que los hongos micorrízicos colonizan las raíces de la mayoría de las plantas. Estos hongos son simbiontes obligados y reciben compuestos carbonados en forma de energía de las plantas hospedantes; durante esta asociación les transfieren nutrientes, generalmente fósforo y cinc (Ryan y Angus, 2003. Plant and Soil, 250 (2) : 225-239) . Los hongos micorrízicos aumentan significativamente la superficie de absorción del sistema radical de las plantas, mejorando la habilidad de las mismas para absorber agua y nutrientes, mantener la estructura del suelo e incrementar la resistencia a estreses y enfermedades. Hay evidencias que indican la influencia de estos hongos en las relaciones hídricas de las plantas hospedantes y el incremento a la resistencia a sequía de las mismas. Se ha sugerido que los hongos podrían tener efectos positivos sobre las plantas hospedantes en condiciones de campo durante períodos de estrés para las mismas como es el estrés hídrico (Allen y Allen, 1986. New Phytologist, 104: 559-71; Fitter, 1986. New Phytologist, 103: 767-776) .

Está demostrado que algunas cepas bacterianas no patógenas son capaces de estimular el metabolismo defensivo de la planta de tal forma que cuando existe el ataque de un patógeno, las plantas se encuentran protegidas y pueden sobrevivir con una mortalidad mucho menor que si no estuvieran tratadas con la bacteria. En algunos casos, el efecto es muy específico, y solo es efectivo frente a determinados patógenos, mientras que en otros, el efecto es mucho más amplio, siendo incluso efectivo frente a factores abióticos como puede ser el estrés salino o hídrico.

En este sentido, la aplicación de bacterias en ciertos cultivos resulta una alternativa biotecnológica respetuosa con el medioambiente ya que la bacteria produciría un doble efecto beneficioso, por una parte, estimula las defensas de planta frente a un patógeno, disminuyendo por tanto el uso de sustancias químicas, y por otra, permite obtener mejores rendimientos bajo determinadas condiciones de estrés. Sin embargo, la selección de dicho microorganismo es un aspecto complejo que requiere el ensayo y caracterización de numerosas especies y cepas para lograr obtener un microorganismo capaz de producir beneficios de importancia a las plantas.

Por otra parte, la conservación de materiales biológicos mediante deshidratación y osmoconcentración es una tecnología conocida. Sin embargo, los métodos actuales de conservación requieren de gran costo en energía y generalmente necesitan de almacenaje a bajas temperaturas. En ocasiones, después de su conservación, el material biológico tiene una actividad y/o viabilidad que no alcanza los niveles satisfactorios. Los métodos de conservación, tales como el secado a temperatura ambiente, formulaciones en líquido, el congelado con crioprotectores o la liofilización producen reducciones significativas en la actividad/viabilidad del material conservado.

Los procesos usados actualmente son lentos e implican un elevado consumo de energía. Además, la liofilización confiere sólo un nivel modesto de termotolerancia en el producto final, y se requiere aún refrigeración para reducir el deterioro durante el almacenamiento.

Durante la selección natural evolutiva, ciertas especies de plantas y animales adquirieron la notable capacidad de tolerar la deshidratación extrema, permaneciendo latentes en medios hostiles durante períodos muy largos de tiempo y aún capaces de adquirir una actividad vital completa una vez hidratadas nuevamente. Ejemplos incluyen la "planta de la resurrección" Selaginella lepidophyla, el camarón de mar Artemia salina, la levadura Saccharomyces cerevisiae o el tardígrado Macrobiotus hufelandi. Estos organismos se denominan criptiobióticos y el procedimiento por el que sobreviven se conoce como anhidrobiosis. Todas las especies de animales y plantas que presentan esta capacidad, contienen moléculas protectoras formadoras de cristales amorfos como el disacárido trehalosa (α-D-glucopiranosil-αD-glucopiranósido) .

La formación y uso de los cristales amorfos está bien documentada (Manzanera et al., 2002. Appl Environ Microbiol, 68: 4328-4333) . Algunos de los conservantes que forman estos cristales son adecuados para este tipo de conservación e incluyen hidratos de carbono no reductores como la trehalosa, hidroxiectoina, maltitol, lactitol (4O-α-D-glucopyranosyl-D-glucitol) , palatinit [mezcla de GPS (α-D-glucopiranosil-1-6-sorbitol) y GPM (α-D-glucopiranosil-1-6-manitol) ] y sus componentes individuales GPS y GPM. Los glicósidos no reductores de compuestos polihidroxilados pueden ser neotrehalosa, laconeotrehalosa, galactosil-trehalosa, sacarosa, lactosacarosa, rafinosa, etc. Otros conservantes formadores de cristales amorfos incluyen aminoácidos tales como la hidroxiectoina.

La presencia de agua en el estado seco es generalmente inferior a 0, 2 g/g de peso celular seco en la mayoría de los criptobiontes. Estos niveles de agua son suficientes para que estos organismos invertebrados o microorganismos resistan la deshidratación extrema, temperaturas elevadas, radiaciones ionizantes o también, en algunas especies de tardígrados, presiones de hasta 600 MPa.

Es conocido que las biopelículas (subaerial biofilms) , formadas por bacterias del género Rhodococcus sp entre otras, son capaces de producir compuestos osmoprotectores, es decir, sustancias extracelulares poliméricas (EPS) (Gorbushina, 2007. Environmental Microbiology, 9 (7) : 1613-1631) . Asimismo, Ortega-Morales et al. (2007) (Ortega-Morales et al. 2007. Journal of Applied Microbiology, 102: 254-264) , describen bacterias de las biopelículas de las zonas intermareales tropicales, donde se han aislado bacterias que pertenecen al género Microbacterium sp. como fuente de nuevos exopolímeros protectores de las células contra la desecación. Por otra parte, LeBlanc (2008) (LeBlanc, 2008. Applied and environmental microbiology, 74 (9) : 2627-2636) , se refiere al microorganismo Rhodococcus jostii RHA1, un actinomiceto con capacidades metabólicas favorables para la biorremediación de suelos contaminados, capaz de secretar los osmoprotectores ectoina y trehalosa.

Explicación de la invención La presente invención se refiere a un microorganismo... [Seguir leyendo]

1. Microorganismo de la especie bacteriana Arthrobacter sp. con número de acceso CECT7626.

2. Población bacteriana que comprende el microorganismo según la reivindicación 1.

3. Uso del microorganismo según la reivindicación1ºdela población bacteriana según la reivindicación 2 para aumentar la tolerancia al estrés hídrico de una planta, respecto de un control.

4. Uso del microorganismo según la reivindicación1ºdela población bacteriana según la reivindicación 2 para aumentar la biomasa de una planta, respecto de un control, en condiciones de estrés hídrico.

5. Uso del microorganismo según la reivindicación1ºdela población bacteriana según la reivindicación 2 para aumentar la cantidad de agua absorbida por una planta, respecto de un control, en condiciones de estrés hídrico.

6. Uso del microorganismo según la reivindicación1ºdela población bacteriana según la reivindicación 2 para aumentar índice de retención de agua de una planta, respecto de un control, en condiciones de estrés hídrico.

7. Uso según cualquiera de las reivindicaciones3a6, donde la planta es del género Capsicum.

8. Uso según la reivindicación 7, donde la planta es de la especie Capsicum anriuum.

9. Método para aumentar la tolerancia al estrés hídrico de una planta respecto de un control, que comprende inocular el microorganismo según la reivindicación 1 o la población bacteriana según la reivindicación 2 a una célula vegetal, a cualquier parte de una planta o a una semilla.

10. Método según la reivindicación 9, donde el microorganismo según la reivindicación1ºla población bacteriana según la reivindicación 2 se pone en contacto con al menos una raíz de dicha planta.

11. Método según la reivindicación 10, donde dicho microorganismo o población bacteriana se ponen en contacto con al menos una raíz por medio de una solución acuosa.

12. Método según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, donde la planta es del género Capsicum.

13. Método según la reivindicación 12, donde la planta es de la especie Capsicum annuum.

14. Uso del microorganismo según la reivindicación 1 o de la población bacteriana según la reivindicación 2 para la producción de una composición xeroprotectora.

15. Composición xeroprotectora producida por el microorganismo según la reivindicación 1 o por la población bacteriana según la reivindicación 2.

16. Composición según la reivindicación 15 que comprende glucosa, acetato, lactato y valina.

17. Composición según la reivindicación 16 que comprende una proporción de glucosa: acetato: lactato: valina, de entre (0, 5 y 1, 5) : (0, 05 y 0, 35) : (0, 1 y 0, 4) : (0, 02 y 0, 6) , respectivamente.

18. Composición según la reivindicación 17, donde la proporción de glucosa: acetato: lactato: valina, es de entre (0, 7 y 1, 3) : (0, 07 y 0, 30) : (0, 12 y 0, 35) : (0, 04 y 0, 5) , respectivamente.

19. Uso de la composición según cualquiera de las reivindicaciones 15 a 18 para la conservación de material biológico con un contenido de humedad residual igual o inferior al 10%.

20. Uso según la reivindicación 19, donde el material biológico es un organismo invertebrado, una semilla, una plántula, un microorganismo, un órgano aislado, un tejido biológico aislado o una célula.

21. Uso según la reivindicación 19, donde el material biológico es una molécula con actividad biológica.

22. Uso según la reivindicación 21, donde la molécula con actividad biológica es una enzima.

23. Uso según la reivindicación 22, donde la enzima es una lipasa.

24. Método para obtener la composición xeroprotectora según cualquiera de las reivindicaciones 15 a 18 que comprende:

a) cultivar el microorganismo de la reivindicación 1 o la población de la reivindicación 2 en un medio mineral con glucosa como fuente de carbono, b) deshidratar los microorganismos obtenidos en el cultivo del paso (a) hasta que tengan una humedad residual igual o inferior al 10%, c) rehidratar los microorganismos deshidratados del paso (b) en un medio hipotónico, y d) seleccionar la fracción líquida del producto obtenido en el paso (c) que comprende la composición xeroprotectora.

25. Método según la reivindicación 24, donde la deshidratación de los microorganismos según el paso (b) se lleva a cabo por medio de una solución hipertónica o por medio de una corriente de aire.

26. Método según cualquiera de las reivindicaciones 24 ó 25, donde el medio hipotónico para la rehidratación de los microorganismos según el paso (c) es agua parcial o totalmente destilada, desionizada o desmineralizada.

27. Método según cualquiera de las reivindicaciones 24 a 26, donde además, la fracción líquida del paso (d) se deshidrata hasta que el producto xeroprotector tenga una humedad residual igual o inferior al 10%.

OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS

Nº solicitud: 200931118

ESPAÑA

Fecha de presentación de la solicitud: 04.12.2009

Fecha de prioridad:

INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA

51 Int. Cl. : C12N1/20 (2006.01) C12R1/06 (2006.01)

DOCUMENTOS RELEVANTES

3. 37. 1-27 A MONGODIN, E.F. Secrets of soil survival revealed by the genome sequence of Arthrobacter aurescens TC1. 2006. Plos Genetics. Vol. 2, No. 12, páginas 2094-2106. 1-27 A OVERHAGE, J. Identification of large linear plasmids in Arthrobacter spp. encoding the degradation of quinaldine to anthranilate. 2005. Microbiology. Vol. 151, página.

49. 500. 1-27 Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº : Fecha de realización del informe 23.05.2011 Examinador I. Rueda Molins Página 1/4

INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA

Nº de solicitud: 200931118

Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) C12N, C12R Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC, WPI, TXT

Informe del Estado de la Técnica Página 2/4

OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 200931118

Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 23.05.2011

Declaración

Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986) .

Base de la Opinión.

La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.

Informe del Estado de la Técnica Página 3/4

OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 200931118

1. Documentos considerados.

A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.

3. 37. 1973 D02 MONGODIN, E.F. Secrets of soil survival revealed by the genome sequence of Arthrobacter aurescens TC1.Plos Genetics.Vol.2, No. 12, páginas 2094-2106. 2006 D03 OVERHAGE, J. Identification of large linear plasmids in Arthrobacter spp. encoding the degradation of quinaldine to anthranilate.Microbiology. Vol. 151, página.

49. 500. 2005

2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración La solicitud de patente divulga un microorganismo de la especie bacteriana Arthrobacter sp. con número de acceso CECT7626 que es tolerante a la desecación.

Los documentos D01, D02 y D03 divulgan especies del género Arthrobacter sp. que presentan tolerancia frente a condiciones de desecación.

Ninguno de los documentos citados refleja de manera detallada las características de la especie bacteriana Arthrobacter sp. empleada, por lo que, no se puede afirmar que estás tengan similares características a las que presenta Arthrobacter sp. con número de acceso CECT7626. Por tanto, las reivindicaciones 1-27 presentan novedad y actividad inventiva según lo establecido en los Artículos 6 y 8 LP11/1986.

Informe del Estado de la Técnica Página 4/4