Detección de microorganismos patógenos en bioaerosoles en la agricultura moderna

Dra. Claudia Díaz Camino

Las enfermedades en los cultivos han afectado a los agricultores desde los albores de la agricultura, y pueden tener consecuencias devastadoras, por ejemplo, la hambruna en Irlanda provocada por el tizón tardío, que arrasó con los cultivos de papa en la década de 1840, y que provocó la muerte o la migración de miles de personas. Desafortunadamente, muchas de las enfermedades de las plantas cultivo han persistido durante siglos, y muchas otras han aparecido en distintas partes del mundo. Para evitar el desarrollo de una enfermedad es fundamental identificar oportunamente al microorganismo responsable y conocer sus mecanismos de supervivencia y de dispersión. De esta forma, pueden diseñarse estrategias efectivas para su manejo y control.

El estudio de los aerosoles atmosféricos de orígen biológico (llamados también bioaerosoles*) es agronómicamente relevante, ya que pueden incluir a microorganismos patógenos, que viajan grandes distancias a través de las corrientes de aire. A nivel comercial, existen distintos equipos para la colecta de bioaerosoles que preservan la viabilidad de los microorganismos suspendidos en éstos, y que pueden identificarse visualmente de manera directa bajo el microscopio, o bien, cultivarse por técnicas microbiológicas convencionales que permiten su ulterior reconocimiento. Sin embargo, estos procesos son laboriosos, costosos, y requieren de la intervención de personal de laboratorio especializado, lo que provoca retrasos en la disponibilidad de datos y limita la ventana de tiempo disponible para el montaje de la estrategia adecuada de manejo y control de la enfermedad. Alternativamente, los microorganismos del bioaerosol pueden ser identificados mediante técnicas de antígeno/anticuerpo o por la reacción en cadena de la polimerasa. Aunque el tiempo de análisis y de costos asociados a este tipo de ensayos se reducen notablemente con respecto a los previamente descritos, la identificación puntual los microorganismos no se lleva a cabo en tiempo real (TR). Por esta razón, el desarrollo de sistemas de muestreo de bioaerosoles de análisis autónomo y continuo en TR se ha vuelto cada vez más urgente.

Entre los equipos comerciales de muestreo de bioaerosoles de análisis autónomo y continuo en TR destacan aquellos basados en fluorescencia inducida por láser (o luz) (LIF), en espectro Raman, o en espectrometría de masas. En la mayoría de estos sistemas, el bioaerosol se colecta y analiza en el instrumento de forma automática y continua, y aunque las determinaciones de primera aproximación se generan por la aplicación de algoritmos de interpretación operados en RT, en general la interpretación de los datos espectrales complejos requiere aún de la intervención de un especialista. Además, su adquisición mantenimiento tiene aún costos muy altos.

Es evidente que el cambio climático ya está modificando la distribución de las enfermedades de las plantas cultivo en el mundo y creando condiciones favorables para el surgimiento de nuevas enfermedades. Por esta razón, los paises deberán destinar mayores recursos para el desarrollo de novedosos sistemas de análisis de bioaerosoles, que permitan la identificación y densidad de sus componentes de manera rápida y precisa, y que alerten oportunamente a los agricultores para que estos tomen las medidas necesarias.

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