Cultivares del estado Portuguesa muestreados para el estudio. / Foto: Cortesía Félix Moronta

15 Mar, 2018 |Relaciones íntimas existen por doquier en la naturaleza. Hay inofensivas, como la que establecen los peces rémoras al adherirse a tiburones para ser transportados sin peligro. Otras son parasitarias, pues el huésped le causa daños al hospedador; tal es el caso de los insectos chupadores de sangre.

El mejor vínculo es, sin dudas, aquel donde ambas partes ganan. En el reino vegetal ocurren verdaderos “matrimonios” entre microorganismos del suelo y ciertas plantas. El resultado: parejas satisfechas y felices.

Científicos de Venezuela e Italia estudiaron recientemente ese tipo de nexos en dos variedades de arroz de alto rendimiento cultivadas en el estado Portuguesa, encontrando que las plantas crecían más cuando recibían “transfusiones” microbianas de varias especies. Este enfoque colectivo es importante porque los microbios no trabajan solos: se ayudan entre sí.

“Unos microbios son capaces de solubilizar el fósforo del suelo, otros producen hormonas vegetales, algunos luchan contra patógenos, mientras que otros facilitan la entrada de sus compañeros a los tejidos internos de la planta”, informó Félix Moronta Barrios, biólogo del Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas (Ivic) y autor principal del proyecto.

La especie Oryza sativa, progenitora de la semilla de arroz, es el alimento básico de 17 países de Asia y el Pacífico, 9 de América y 8 de África, según la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO, por sus siglas en inglés). Sin embargo, poco se sabe acerca del papel de la microbiota asociada al cultivo de arroz.

La microbiota (los millones de organismos microscópicos que habitan en un lugar, en este caso el suelo) es una mezcla de bacterias, hongos, arqueas, seres unicelulares eucariotas y otras formas de vida que han evolucionado en paralelo con las plantas.

“Un mejor conocimiento de la microbiota vegetal permitirá aprovecharla para aplicaciones agrobiotecnológicas sustentables en la agricultura”, afirmó Moronta, investigador de posdoctorado del Centro Internacional de Ingeniería Genética y Biotecnología de Trieste, Italia.

La creación de biofertilizantes sería un buen ejemplo. Productos biológicos fabricados con la microbiota del suelo incrementarían la disponibilidad de nutrimentos, complementarían y reducirían el empleo de agroquímicos, y fomentarían una agricultura sustentable más amigable con el ambiente.

Del laboratorio al campo

Científicos de Venezuela e Italia estudiaron recientemente los nexos entre los microbios en dos variedades de arroz. / Foto Cortesía Félix Moronta

De las muestras vegetales recolectadas en los cultivares venezolanos, se aislaron grupos microbianos de la rizosfera (suelo en contacto con la raíz) y la endorizosfera (tejidos internos de las raíces).

Ciertos microorganismos traspasan la rizosfera y se instalan a sus anchas en la endorizosfera; estos audaces navegantes se denominan endófitos, que significa “dentro de la planta”.

“Se cree que los endófitos bacterianos interactúan estrechamente con el huésped, donde tiene menos competencia por los nutrientes y vive en un entorno más protegido”, explicaron los autores en el artículo, publicado en la revista Microorganisms y de acceso abierto.

Uno de los beneficios de los endófitos es la generación de hormonas, como el ácido indoleacético (IAA), que estimula el crecimiento de la biomasa, y la elongación y los exudados de las raíces.

De los 15 endófitos caracterizados, 9 promovieron significativamente el crecimiento de las plantas a través de la producción de IAA, algunas de las cuales fueron capaces de duplicar su peso seco.

Posteriormente, el ensayo se repitió fuera del laboratorio bajo condiciones controladas de cultivo, con la “inyección” de un cóctel de 10 endófitos a plántulas de arroz de una semana de edad.

“Después de 30 días, hubo un aumento significativo del 15% en el peso húmedo de las plantas inoculadas en comparación con el control no inoculado, tanto en las raíces como en las partes aéreas”, reportaron.

Los expertos también mostraron interés por conocer el perfil taxonómico de la diversidad microbiana presente en los cultivares de arroz.

“Si sabemos qué microorganismos colonizan y benefician el crecimiento del arroz (ya sea proveyendo nutrientes o protegiéndolas de patógenos), y desarrollamos tecnologías para aplicarlos en el campo, podríamos dar un gran paso hacia una agricultura más amigable con el ambiente”, acotó Moronta, adscrito al Centro de Microbiología y Biología Celular del Ivic.

Análisis de laboratorio fueron sumamente alentadores. / Foto Cortesía Félix Moronta

Para ello, extrajeron muestras de ácido desoxirribonucleico (ADN) de la rizosfera y endorizosfera. Los 30 géneros más abundantes pertenecen a los filos Proteobacteria, Bacteroidetes y Verrucomicrobia.

“Es la primera vez que se hacen las tres cosas: aislar endófitos, probar su capacidad promotora del crecimiento vegetal y conocer la biodiversidad bacteriana en las raíces de las plantas de arroz de origen venezolano”, precisó.

Además de Moronta, participaron en el estudio Fabrizia Gionechetti y Alberto Pallavicini, de la Universidad de Trieste (Italia); Edgloris Marys, del Laboratorio de Biotecnología Vegetal y Virología del Ivic; y Vittorio Venturi, del Centro Internacional de Ingeniería Genética y Biotecnología de Trieste. El investigador del Centro de Ecología del Ivic, Alejandro Pieters, colaboró con el muestreo realizado en Portuguesa.

La totalidad de los genes (genoma) contenida en los cromosomas de la microbiota analizada, fue secuenciada, con miras a descubrir el potencial oculto al interior de estos diminutos microbios.