Identificación y caracterización molecular de especies de Bacillus. Evaluación de sus propiedades probióticas, tecnológicas y funcionales

Abstract

Las especies de Bacillus se utilizan en muchos procesos médicos, farmacéuticos, agrícolas e industriales debido a su amplia gama de características fisiológicas y su capacidad para producir una gran variedad de enzimas, antibióticos y metabolitos. La capacidad de formar endosporas permite a las bacterias de este género sobrevivir y resistir ambientes hostiles y las convierte en componentes esenciales para suplementos probióticos en alimentos para animales, suplementos dietéticos para humanos y medicamentos registrados. Además, pueden desempeñar funciones importantes como biofertilizantes, bioestimulantes y agentes de biocontrol contra hongos fitopatógenos. El presente proyecto pretende identificar y caracterizar molecularmente especies de Bacillus conservadas en la colección de cultivos de la Cátedra de Microbiología General de la FBCB, para luego evaluar sus propiedades probióticas, tecnológicas y funcionales. El objetivo final es aplicarlos en la producción de alimentos y/o suplementos con propiedades beneficiosas, así como en agrobiotecnología como agentes de biocontrol. La identificación de especies bacterianas se llevará a cabo mediante MALDI-TOF y secuenciación del gen ARNr 16S. La evaluación de las propiedades funcionales y tecnológicas se realizará mediante: (i) simulaciones de tolerancia a ácidos y sales biliares; (ii) evaluación de resistencia al tracto gastrointestinal (TGI) in vitro; (iii) inducción de la formación de biopelículas; (iv) determinación de la actividad antimicrobiana frente a potenciales patógenos intestinales, y (v) evaluación de la resistencia a antibióticos de importancia epidemiológica. La capacidad antagónica contra hongos filamentosos se realizará mediante el método de enfrentamiento de cultivos duales. Los resultados obtenidos en este estudio contribuirán significativamente para ampliar el conocimiento de las propiedades probióticas, tecnológicas y funcionales de las especies de Bacillus, permitiendo la selección de candidatos con capacidades tecnológicas adecuadas para futuras aplicaciones. Se espera que este trabajo beneficie sustancialmente a las industrias alimentaria, agrícola y biotecnológica al aprovechar el potencial de estos microorganismos en diversos campos.

Bacillus species are used in many medical, pharmaceutical, agricultural, and industrial processes due to their wide range of physiologic characteristics and ability to produce an extensive repertoire of enzymes, antibiotics, and metabolites. The capacity to form endospores allows bacteria from this genus to survive and resist hostile environments and makes them essential components for probiotic supplements in animal feed, dietary supplements for humans, and registered medicines. Furthermore, they can play important roles as biofertilizers, biostimulants, and biocontrol agents against phytopathogenic fungi. The present project pretends to identify and molecularly characterize Bacillus species preserved in the culture collection of the Chair of General Microbiology of FBCB, and then evaluate their probiotic, technological, and functional properties. The final goal is to apply them in food production and/or supplements with beneficial properties, as well as in agrobiotechnology as biocontrol agents. Bacterial species identification will be carried out using MALDI-TOF and 16S rRNA gene sequencing. The evaluation of functional and technological properties will be determined by different approaches: (i) acid and bile salt tolerance simulations; (ii) evaluation of resistance to the gastrointestinal tract (GIT) in vitro; (iii) induction of biofilms formation; (iv) determination of antimicrobial activity against potential intestinal pathogens, and (v) evaluation of resistance to antibiotics of epidemiological importance. The antagonistic capacity against filamentous fungi will be conducted using the dual-culture confrontation method. Results obtained from this study will make significant contributions to amplify the knowledge of the probiotic, technological, and functional properties of Bacillus species, allowing the selection of candidates with suitable technological capabilities for future applications. It is expected that this work will significantly benefit the food, agricultural, and biotechnological industries by harnessing the potential of these microorganisms in various fields.