Mejora biotecnológica de la producción de alcaloides de papaver somniferum

Resumen

La planta de "Papaver somniferum" es la única fuente de alcaloides de tipo morfinano: morfina, codeína, tebaína y oripavina. Tanto la morfina como la codeína son potentes analgésicos, siendo muy demandados por la sociedad de hoy. Estos compuestos, son metabolitos de un metabolismo secundario, que se genera en organismos sésiles como respuesta a un proceso de adaptación ambiental. Por ello, el perfil de alcaloides puede modificarse debido a las condiciones ambientales de cada campaña. Uno de los elementos que modula la fisiología de la planta, y consecuentemente el metabolismo secundario, es el microbioma de la planta. Por lo que la alteración del microbioma, mediante la aplicación biotecnológica de bioefectores obtenidos de la rizosfera de otras plantas de interés, puede resultar en una mejoría de la fisiología de la planta de adormidera y en una normalización del perfil de metabolitos secundarios de tipo morfinanos. A su vez, el estudio del microbioma del sistema rizosférico de Papaver somniferum, asociado a un aislamiento de bioefectores de este sistema, podría ayudarnos a entender las relaciones existentes entre la planta, los microorganismos y el suelo. A lo largo de diferentes campañas, y gracias al apoyo de la empresa Alcaliber, se realizaron ensayos en condiciones de laboratorio, invernadero y campo, utilizando técnicas de medición de parámetros fotosintéticos, análisis biométricos, cuantificación de alcaloides mediante HPLC, análisis del microbioma mediante secuenciación masiva, entre otros. De los bioefectores aplicados, la cepa N5.18 "Stenotrophomonas maltophila" promovió una aceleración de germinación y emergencia de las semillas de adormidera. También mejoró la eficiencia fotosintética, incrementando de forma directa o indirecta el peso de las cápsulas. A su vez, incrementó la expresión del gen CODM implicado en la transformación de tebaína a morfina. Por todo ello, la aplicación de este bioefector resultó en un incremento de morfina. El análisis de las comunidades microbianas provenientes de la rizosfera, mostró a Proteobacterias como el Phylum mayoritario. También se apreció como la planta ejerce una fuerte selección de rizobacteras, según las necesidades del ambiente en donde se localiza.