Hongos y Bacterias: Aspectos Fundamentales de Microbiología Agrícola

Hongos: Características Generales

Definición y Características

Hongos: organismos eucariotas, heterótrofos, desprovistos de clorofila, portadores de esporas y que se reproducen sexual y asexualmente. Son inmóviles, a excepción de aquellos con zoosporas (Chytridiomycetes).

Micología: ciencia encargada del estudio de los hongos.

Importancia de los Hongos

Importancia:

  • Descomponedores de la materia orgánica.
  • Regulan la liberación de nutrientes.
  • Esenciales para la supervivencia de animales y plantas.

Hongos simbióticos:

  • Micorrizas (hongos y raíces de árboles)
  • Líquenes (hongos y algas)

Hongos de interés industrial: Saccharomyces cerevisiae, S. carlbergensis y Rhizopus sp.

Hongos en control biológico:

  • Entomopatógenos: Beauveria bassiana, Metarrhizium anisopliae y Entomophthora spp.
  • Parásitos de fitopatógenos: Trichoderma spp., Chaetomium sp. y Penicillium sp.

Hongos causantes de micosis en humanos:

  • Aspergillus fumigatus (aspergiloma pulmonar)
  • Microsporum canis, M. felineum (tiña)
  • Candida albicans (candidiasis)

Fase Vegetativa de los Hongos

Fase vegetativa: carecen de clorofila y fotosíntesis. Se alimentan de un sustrato (humus, plantas, frutos, etc.).

Parásitos obligados: royas, oidios, mildius.

Saprófitos – parásitos facultativos: organismos heterótrofos que se alimentan de restos de seres vivos (saprófitos) o de organismos vivos (parásitos). Un parásito obligado solo puede vivir en un hospedador.

Estructura del Hongo

Hifa: filamento microscópico con pared celular quitinosa. Las hifas se ramifican formando el micelio.

Micelio: conjunto de hifas ramificadas.

Tipos de hifas:

  • Septadas: con septos (paredes transversales)
  • Cenocíticas: sin septos (continuas)

Tipos de células en las hifas: uninucleadas, binucleadas y multinucleadas.

La extremidad de la hifa es la zona de mayor crecimiento.

Tipos de micelio:

  • Externo: visible en la superficie del hospedador.
  • Interno: crece dentro del hospedador (intercelular o intracelular).

Estructuras Especializadas

Estructuras especializadas:

  • Haustorios: proyecciones de las hifas para penetrar y absorber nutrientes.
  • Apresorio: extremo hinchado de una hifa para la fijación y penetración.

Estructuras de resistencia (condiciones adversas): rizomorfas, esclerocios, clamidosporas.

Pleténquima: tejido formado por el agrupamiento de micelios.

  • Prosénquima: tejido laxo con hifas paralelas.
  • Pseudoesclerénquima: tejido compacto con hifas entrelazadas. Forma estructuras como:
    • Rizomorfas: cordones de hifas con crecimiento apical.
    • Esclerocios: estructuras de resistencia de forma esférica o irregular.
    • Estroma: tejido compacto donde se forman estructuras de fructificación.
    • Clamidosporas: estructuras microscópicas de resistencia con paredes gruesas.

Fase Reproductiva de los Hongos

Fase reproductiva: las esporas son las estructuras reproductivas, producidas en esporóforos (ej. conidióforos, esporangióforos).

Tipos de esporóforos: simples o compuestos.

Formación de esporas: exógena (sobre esporóforos, picnidios, peritecios, cleistotecios) o endógena.

Ornamentación de la pared celular de las esporas (valor taxonómico):

  • Equinulado
  • Verrugoso
  • Reticulado
  • Estriado
  • Alveolado

Reproducción:

  • Sexual (Fase Perfecta o Teleomórfica): plasmogamia, cariogamia, meiosis.
  • Asexual (Fase Imperfecta o Anamórfica): mitosis.
  • Parasexual: anastomosis de hifas con intercambio de núcleos.

Reino Fungi: Clasificación

Phyla del Reino Fungi

Chytridiomycetes

Zoosporas flageladas, cenocíticos, unicelulares o filamentosos, pared celular quitinosa. Reproducción sexual o asexual.

Zygomycetes

Esporas inmóviles (aplanosporas o esporangiosporas) en esporangios. Reproducción sexual y asexual. Orden mucorales: hongos del suelo, usados para producir ácidos (fumárico, láctico, cítrico, oxálico). Micelio cenocítico. Reproducción asexual por esporangiosporos y sexual por zigosporos.

Ascomycota

Ascos con ascosporos. Fase sexual y asexual. Hifas septadas. Pared celular con quitina.

Tipos de ascos según la liberación de ascosporas: operculados, inoperculados, porosos, dehiscentes.

Tipos de ascocarpos (ascomas): cleistotecios, peritecios, apotecios, ascostromas.

Basidiomycota

Basidiosporas en basidios, sobre un basidiocarpo. Hongos parásitos de plantas.

Basidio: estructura productora de basidiosporas (probasidio, metabasidio, esterigma).

Tipos de basidios: holobasidios (unicelulares) y fragmobasidios (septados).

Basidiocarpo: cuerpo de fructificación.

Clasificación de las royas:

  • Número de esporas: macrocíclica, microcíclica, demicíclica.
  • Número de hospederos: heteroica (hospedero primario y alternativo).

Deuteromycota

Micelio septado, hongos imperfectos (sin reproducción sexual). Conidios en conidióforos libres, picnidios o acérvulos.

Tipos de conidiomatas: conidióforos libres, picnidios, acérvulos.

Tipos de conidios: amerosporos, didimosporos, fragmosporos, dictiosporos, alantosporos, escolecosporos, helicosporos, estaurosporos.

Bacterias: Aspectos Fundamentales

Introducción a las Bacterias

Procariotas unicelulares, se multiplican por fisión binaria. Recicladoras de nutrientes. Reproducción asexual, con intercambio de material genético por transformación, transducción y conjugación. Autótrofas y heterótrofas. Algunas causan enfermedades.

Características de las Bacterias

Características anatómicas: núcleo, membrana celular, pared celular, cápsula, flagelos, plasmidio.

Características morfológicas:

  • Dimensiones: 1,0 a 3,0 µm por 0,3 a 0,8 µm.
  • Formas: cocos (diplococos, estreptococos, estafilococos), bacilos, espirilos.
  • Movilidad: móviles (flagelos) o inmóviles.

Clasificación según flagelos: átrica, monótrica, lofótrica, perítrica, anfitrica.

Crecimiento y Reproducción Bacteriana

Crecimiento: aumento ordenado de componentes químicos.

Reproducción: fisión binaria.

Periodo de generación (PG): tiempo para que una célula se divida.

Fases de crecimiento: fase lag (latencia), fase logarítmica (exponencial), fase estacionaria, fase de muerte (declinio).

Recombinación Genética en Bacterias

Recombinación genética:

  • Transformación: absorción de ADN del medio.
  • Conjugación: transferencia de ADN entre células.
  • Transducción: transferencia de ADN mediante bacteriófagos.

Infección Viral en Bacterias

Proceso de infección viral: fijación, penetración, duplicación, ensamblaje, liberación.

Ciclo lítico: destrucción de la bacteria.

Ciclo lisogénico: formación de profagos.

Clasificación Bacteriana

Arqueobacteria

Halófitas, metanógenas, termoacidófilas.

Eubacteria

Gram negativas:

  • Fijadoras de nitrógeno (Rhizobium, Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrobacter)
  • Cianobacterias (fotosintéticas)
  • Espiroquetas (Treponema pallidum)
  • Rickettsias y clamidias (parásitos intracelulares)
  • Enterobacterias (Erwinia, Xylella)

Gram positivas:

  • Acidolácticas
  • Streptococcus
  • Staphylococcus
  • Clostridium (tétano, botulismo)
  • Actinomicetos

Bacterias sin pared celular: Micoplasmas, fitoplasmas, espiroplasmas.

Bacterias benéficas: Nocardia, Rhizobium sp., Azotobacter, Nitrosomas, Nitrosococcus, Nitrobacter.

Bacterias patógenas: Clostridium botulinum (botulismo), Clostridium tetani (tétano), Vibrio cholerae (cólera), Treponema pallidum (sífilis), Escherichia coli (gastroenteritis), Mycobacterium leprae (lepra).

Nódulos (Rhizobium): líquido lechoso, rosado, fácil de separar.

Agallas (nematodos): sólido o gelatinoso, pardo, difícil de separar.

Síntomas de enfermedades bacterianas: manchas, cancros, marchitez, hiperplasia, podredumbre, costras, necrosis.

Signo de bacterias: zooglea (masa bacteriana).

Técnicas para detectar bacterias: microcorrida, test de flujo.

Supervivencia de bacterias: restos vegetales, semillas, hospederos alternativos, suelo.

Diseminación de bacterias: insectos, herramientas, plantas infectadas, hombre.

Penetración: estomas, hidátodos, lenticelas.

Control cultural: material sano, suelo libre de patógenos, evitar humedad, rotación de cultivos, cortinas rompevientos.

Control químico: fungicidas cúpricos, con zinc, con yodo; antibióticos (estreptomicina, kasugamicina).

Desventajas de los antibióticos: resistencia bacteriana, riesgos a la salud.

Cultivo de Bacterias

Medios de cultivo:

  • Composición: sintéticos, semisintéticos, naturales.
  • Estado físico: sólidos, semisólidos, líquidos.
  • Usos: rutina, enriquecimiento, selectivos, diferenciales.

Exigencias nutritivas: fuente de energía, carbono, nitrógeno, crecimiento, agua.

Factores que Afectan el Crecimiento Bacteriano

Factores físicos:

  • Temperatura: psicrófilos, psicrótrofos, mesófilos, termófilos, hipertermófilos.
  • Oxígeno: aeróbicos, anaeróbicos, anaeróbicos facultativos, microaeróbicos.
  • pH: acidófilos, neutrófilos, alcalófilos.

Otros factores: álcalis, ácidos, alcoholes, metales pesados.

Microbiología Agrícola: Conceptos Clave

Definición y Ramas de la Microbiología

Microbiología: ciencia que estudia los seres vivos microscópicos.

Personajes importantes: Francesco Redi (refutó la generación espontánea), Luis Pasteur (panspermia, vacuna contra la rabia), Joseph Lister (microbios de la leche), Sergei Winogradsky (microbiología del suelo), Alexander Fleming (penicilina, lisozima).

Relación Microbiología – Biología: la microbiología es una rama de la biología.

Grupos de microorganismos: bacterias, hongos, virus, protozoarios, algas, nematodos, líquenes.

Estructura celular: procariotas, eucariotas.

Evolución de los Reinos

Cinco reinos (Whittaker): Monera, Protista, Fungi, Animalia, Plantae.

Siete reinos (Cavalier-Smith): Eubacteria, Archaebacteria, Fungi, Animalia, Plantae, Chromista, Protozoa.

Características de los Seres Vivos

Sistemas biológicos: reproducción, metabolismo, excreción, sensibilidad (irritabilidad), mutación.

Distribución de microorganismos: en toda la naturaleza.

Campos de aplicación de la microbiología: médica, acuática, del aire, de la leche, de los alimentos, del suelo, industrial.

Unidades de medida: micra (µm), nanómetro (nm), angstrom (Å).

Microscopios: simple, compuesto, electrónico.

Objeto formal de la microbiología: características estructurales, fisiológicas, bioquímicas, genéticas, taxonómicas, ecológicas.

Gutación: exudación de savia del xilema.

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