El microbioma vegetal se refiere a la compleja comunidad de microorganismos, incluidas bacterias, hongos y virus, que viven en las plantas y dentro de ellas, desempeñando funciones cruciales en su crecimiento, salud y resistencia al estrés y las enfermedades ambientales. Durante la última década, los científicos han estado observando el microbioma para comprender mejor su impacto en el bienestar y la susceptibilidad a las enfermedades de las plantas. Ahora podemos tener algunas respuestas.
Por primera vez, los científicos han alterado genéticamente el microbioma de las plantas de arroz, aumentando la prevalencia de bacterias “buenas” que protegen a la planta de enfermedades. Los hallazgos podrían algún día reducir la necesidad de pesticidas, utilizados en gran medida en todo el mundo para la producción de alimentos, pero con consecuencias negativas para la salud humana y los ecosistemas.
“Por primera vez, hemos podido cambiar la composición del microbioma de una planta de forma específica, aumentando la cantidad de bacterias beneficiosas que pueden proteger a la planta de otras bacterias dañinas”, dijo Tomislav Cernava, uno de los autores del estudio en un comunicado de prensa el nuevo estudio y un investigador de plantas de la Universidad de Southampton.
Los microbiomas, en diversas formas, interactúan con componentes vivos y no vivos de su entorno. En el caso de las plantas, el microbioma desempeña un papel crucial en el mantenimiento de la vida al ofrecer servicios vitales a la planta. Sus interacciones ocurren con elementos como el suelo, el aire, el agua y las raíces de las plantas. Esto es similar al microbioma humano, que los investigadores han descubierto que también tiene un gran impacto en nuestra salud.
Los científicos están empezando a comprender la formación de ecosistemas microbianos que rodean a las plantas y su impacto en el crecimiento. El microbioma vegetal abarca muchos tipos de microorganismos, particularmente hongos y bacterias, que a menudo se cuentan por miles. A menudo, se trata de una relación mutualista en la que los microbios también dependen de su planta huésped para sobrevivir, necesitando acceso al oxígeno.
Defensores naturales
En su estudio, los investigadores descubrieron un gen específico en las plantas de arroz que es responsable de su producción de lignina, un polímero orgánico abundante en las paredes celulares de algunas células específicas. Sospechaban que este gen también afecta a la composición del microbioma de la planta de arroz, por lo que decidieron desactivarlo para ver qué efectos provocaba.
De hecho, esto provocó una disminución de las poblaciones de bacterias beneficiosas Pseudomonadales dentro del microbioma. Luego, los investigadores cambiaron el gen para que sobreprodujera un metabolito específico (una pequeña molécula producida por la planta huésped durante sus procesos metabólicos). Esto aumentó la proporción de bacterias beneficiosas.
Cuando se expusieron a Xanthomonas oryzae, un patógeno responsable de la plaga bacteriana en los cultivos de arroz, estas plantas genéticamente modificadas exhibieron una resistencia significativamente mayor en comparación con el arroz de tipo salvaje. El tizón bacteriano es una enfermedad temprana que puede provocar una pérdida sustancial del rendimiento del arroz. Los agricultores suelen controlarlo mediante el uso de pesticidas.
Los investigadores creen que producir un cultivo con un microbioma mejorado podría ayudar a aumentar la seguridad alimentaria y ayudar al medio ambiente. “Este avance podría reducir la dependencia de los pesticidas, que son perjudiciales para el medio ambiente”, afirmó Cernava. Añadió que el marco podría aplicarse a otras plantas además de los cultivos de arroz.
El estudio fue publicado en la revista Nature Communications.
Fuente: ZME Science.
