Omics sciences potential on bioprospecting of biological control microbial agents: the case of the Mexican agro-biotechnology

Abstract

<p>Actualmente, los estudios sobre agentes de control biológico de origen microbiano (ACB-M) generalmente están enfocados en la caracterización taxonómica mediante el uso de marcadores moleculares convencionales y en evaluar la capacidad antagónica/mecanismos de acción <em>in vitro</em>, en invernadero y eventualmente bajo condiciones de campo. Los ACB-M se centran principalmente en cepas de <em>Trichoderma</em>, <em>Paecilomyces, Beauveria</em>, <em>Pseudomonas</em> y <em>Bacillus</em>. Aunque la investigación en México en este campo ha sido muy activa en los últimos años, el desarrollo e innovación de una mayor diversidad de bioplaguicidas registrados y comercializados puede ser potenciada. En este contexto, el uso de técnicas vanguardistas en la era de las ciencias ómicas (genómica, transcriptómica, y metabolómica) enfocadas a la correcta afiliación taxonómica de los ACB-M y en el estudio de mecanismos de acción y comportamiento agroecológico es determinante para la bioprospección y uso extensivo de estos ACB-M de manera eficaz, biosegura y costo-efectiva. En el marco de la celebración internacional de la sanidad vegetal, la presente revisión analiza críticamente el estado del conocimiento y de aquellos aspectos que limitan la bioprospección y el uso extensivo de ACB-M con énfasis en México, desde la aplicación de las ciencias ómicas para la identificación, selección y estudio de los mecanismos de acción de dichos agentes hasta la difusión y socialización del conocimiento científico generado. Se pretende promover la reflexión sobre este campo del conocimiento e incentivar la nueva generación ACB-M con una visión holística y sistémica en beneficio de una agricultura sustentable y resiliente.</p>

Bacillus mexicanus sp. nov., a biological control bacterium isolated from the common bean (Phaseolus vulgaris L.) crop in Sinaloa, Mexico

“…The results indicated that strain FSQ1 T and the other strains were Gram-stain-positive. The biochemical traits were analysed according to De Vos et al [49] and Logan et al [50]; for this, 5×10 4 CFU of strain FSQ1 T and the most related Bacillus species were inoculated in Petri dishes with NA supplemented with starch (1.0%), casein (2.6%), nitrate (0.5%), citrate (0.2%) or lysozyme (0.001%), and incubated at 32 °C for 24 h. Strain FSQ1 T , as well as all the studied strains, were catalase positive and hydrolysed starch and casein, and citrate was utilized. In addition, the studied strains were able to grow in the presence of lysozyme, produced acid from glucose, and were strictly aerobic (Table 2).…”

“…Thus, it is important not only to explore and discover beneficial bacterial strains for agriculture but also to ensure that biopesticides include fully taxonomically identified active ingredients at the species or subspecies level [12]. This will ensure the safe and effective application of these products in agroecosystems [4].…”

Microbial genetic resources in food security to face COVID-19 pandemic

“…The COVID-19 pandemic puts into perspective the importance of preserving MGR with potential for food security, which involves in vivo microbiota and the genomic, proteomic and metabolomic archives. However, there are still knowledge gaps related to the diversity of microorganisms in agro-ecosystems, the identification and characterization of species of diverse taxonomic and functional groups, the biological mechanisms in interaction processes, the participation of MGRs in the supply of services in agro-ecosystems and agri-food production, as well as the effect of climate and microenvironmental changes produced by agricultural practices and the use of synthetic inputs (Sandoval-Cancino et al, 2022;Córdova-Albores et al, 2021;Pilling et al, 2020). On the other hands, the biodiversity of MGRs is dwindling in agro-ecosystems due to the destruction of habitats, the inadequate use of pesticides, the effects of climate change, and others (FAO, 2019).…”

“…La pandemia COVI-19 pone en perspectiva la importancia de la conservación de RGM con potencial para la seguridad alimentaria, la cual involucra la microbiota in vivo y los acervos genómicos, proteómicos y metabolómicos. Sin embargo, aún existen lagunas de conocimiento relacionadas con la diversidad de microorganismos en agroecosistemas; la identificación y caracterización de especies de diversos grupos taxonómicos y funcionales; los mecanismos biológicos en los procesos de interacción; la participación que tiene los RGM en el suministro de servicios en agroecosistemas y la producción agroalimentaria; así como el efecto de los cambios climáticos y microambientales conferidos por prácticas agrícolas y el empleo de insumos sintéticos (Sandoval-Cancino et al, 2022;Córdova-Albores et al, 2021;Pilling et al, 2020). Por otra parte, la biodiversidad de los RGM está disminuyendo en los agroecosistemas, por la destrucción del hábitat, el uso inadecuado de pesticidas y otros insumos agrícolas, los efectos del cambio climático, entre otros (FAO, 2019).…”

Functional and Genomic Analysis of Rouxiella badensis SER3 as a Novel Biocontrol Agent of Fungal Pathogens

“…and Bacillus spp., among few other genera that are predominantly reported (Höfte and Altier, 2010;Santoyo et al, 2012;Islam et al, 2017). Thus, the search for new antagonistic bacterial species is essential to increase the possibility of developing new biofungicides for commercial application (Córdova-Albores et al, 2020).…”