PLANTAS DE ARROZ EN SIMBIOSIS CON UN HONGO

La simbiosis con un hongo hace a las plantas de arroz más productivas y resistentes a enfermedades, según investigadores españoles. El nuevo estudio, aplicado en arrozales del Delta del Ebro, plantea una estrategia prometedora para reducir el uso de pesticidas y promover la agricultura sostenible.

La micorriza arbuscular es un tipo de hongo que establece relaciones de simbiosis con las raíces de la mayoría de plantas terrestres, mejorando su nutrición y la resistencia a patógenos. Hasta ahora, sus efectos en las plantas de arroz, el cultivo de cereales más importante a escala mundial, habían sido poco estudiados.

Un nuevo trabajo, liderado por investigadoras del Centro de Investigación en Agrigenómica (CRAG), revela que las plantas de arroz en simbiosis con hongos micorriza arbuscular presentan un mayor crecimiento, productividad y resistencia a la devastadora piriculariosis, abriendo nuevas posibilidades para mejorar el rendimiento de los arrozales y reducir el uso de fungicidas.

La simbiosis es una relación mutuamente beneficiosa para los organismos implicados, y esta estrategia ya se utiliza para mejorar la producción de muchos cultivos relevantes como el trigo, la avena y la mayoría de especies de legumbres.

Tradicionalmente, se pensaba que las plantas crecidas en ambientes acuáticos como el arroz, que se conrea principalmente en campos inundados, no hacían simbiosis con las micorrizas arbusculares. Pero distintos estudios han demostrado ahora que esta asociación sí se da.

La nueva investigación, publicada en la revista Rice y dirigida por Sonia Campo, investigadora postdoctoral en el CRAG, demuestra que la simbiosis entre micorriza y arroz puede aumentar el rendimiento de los arrozales cultivados en agua.

“Después de inocular las plantas y de someterlas al hongo patógeno, observamos que en general la simbiosis protegía a las plantas de la infección. Aun así, en la variedad Maratelli, que es muy susceptible a la enfermedad, la inoculación tuvo un efecto negativo. Estos resultados nos indican que la simbiosis tiene un gran potencial para mejorar la resistencia del arroz, pero sus efectos se tienen que evaluar caso por caso en función de las distintas variedades”, explica Campo, primera autora del artículo.

Como parte del proyecto europeo GreenRice, que busca desarrollar un sistema de cultivo de arroz más sostenible, el equipo investigador estudió el efecto de la simbiosis en doce variedades de arroz muy extendidas en Europa.

En condiciones de invernadero, se inocularon las plantas de arroz con dos especies distintas de micorriza, y se demostró que la gran mayoría de variedades crecían más tras el tratamiento. Paralelamente, también se investigó la resistencia de las plantas inoculadas a la enfermedad del arroz más temida, la piriculariosis, causada por el hongo patógeno Magnaporthe oryzae.

Gracias a la colaboración con investigadoras expertas en agronomía del Instituto de Investigación y Tecnología Agroalimentarias (IRTA), lideradas por Mar Català y Maite Martínez, se realizaron experimentos en sistemas de cultivo convencionales. En las pruebas hechas en los arrozales de la Estación Experimental del Ebro se vio que la inoculación del hongo mejoraba hasta un 40 % la productividad de las plantas, principalmente a causa del aumento del número de panículas que contienen los granos de arroz.

Este incremento sustancial del rendimiento demuestra que la simbiosis es funcional en condiciones de inundación, y también evidencia que la inoculación con micorriza arbuscular es una estrategia prometedora que se podría implementar en los campos.

Bajo la luz del Año Internacional de la Sanidad Vegetal declarado por las Naciones Unidas, este nuevo trabajo de investigación toma especial relevancia, ya que abre la posibilidad de usar la simbiosis con micorriza arbuscular como estrategia para mejorar el rendimiento y la resistencia a patógenos del arroz, promoviendo así la agricultura sostenible.

“Nuestros resultados plantean una alternativa a la utilización de fertilizantes y pesticidas, cuyo uso excesivo ha generado problemas ambientales en muchas áreas de cultivo de arroz”, concluye Campo.

Fuente: Sinc

¿UNA NUEVA FORMA DE SIMBIOSIS?

La historia de la Tierra es muy amplia, y por desgracia solo conocemos una mínima parte de ella. Gracias a la biología sabemos que, hace 1450 millones de años tuvo lugar uno de los acontecimientos más importantes, una célula que se alimentaba de bacterias menores que ella, por algún motivo indultó a una de ellas. Estas dos iniciaron una simbiosis muy importante: este evento marcó el origen de la célula eucariota. Con el tiempo, la bacteria se integró cada vez más en la célula, reduciendo progresivamente su genoma. Las propiedades que ya no eran necesarias se perdieron y solo se conservaron las que beneficiaban al huésped. Así, las mitocondrias evolucionaron hasta como las conocemos hoy. En el cuerpo humano, están presentes en casi todas las células y nos suministran energía. Son las encargadas de la respiración celular que está presente en casi todas las células eucariotas. Se creía que solo las mitocondrias podían actuar como proveedoras de energía de las células. Ahora un hallazgo lo desmiente.

En general, entre los eucariotas las simbiosis son bastante comunes. Los huéspedes eucariotas a menudo coexisten con otros organismos, como las bacterias. Algunas de las bacterias viven dentro de las células o tejidos del huésped y realizan ciertos servicios, como defensa o nutrición. A cambio, el anfitrión proporciona refugio y condiciones de vida adecuadas para el simbionte. Una endosimbiosis puede incluso llegar tan lejos que la bacteria pierde su capacidad de sobrevivir por sí sola fuera de su huésped.

El equipo internacional de Jana Milucka, del instituto Max Planck de Microbiología Marina en Alemania, ha descubierto una bacteria que vive dentro de un eucariota unicelular y le proporciona energía. Estos investigadores de Bremen empezaron a interesarse en organismos capaces de alimentarse de metano, por eso, decidieron buscar formas de vida en donde apenas hubiese oxígeno. Estos investigadores encontraron en el lago Zug de Suiza, unas bacterias con un ADN que parecía codificar las "instrucciones" para transformar nitratos en energía.

Compararon estos fragmentos de ADN con otras especies ya estudiadas, y encontraron microorganismos que viven en el interior de los pulgones. Con esta información llegaron a una hipótesis: ¿Y si el ADN correspondía a un endosimbionte de un hospedador desconocido? Siguieron investigando y hallaron al hospedador, un tipo de organismo del reino Protista. El endosimbionte parece ser indispensable para que el protista pueda respirar y se han vuelto altamente codependientes. El nombre del endosimbionte Candidatus Azoamicus ciliaticola refleja que, se trata de un "amigo del nitrógeno", que habita dentro de un ciliado.

A diferencia de lo que hacen las mitocondrias, este endosimbionte obtiene la energía de la "respiración" del nitrato, no del oxígeno. En principio, en una situación anaeróbica asumimos que muchos organismos desarrollarán como alternativa para sobrevivir una serie de procesos de fermentación. Estos no son tan rentables energéticamente como las vías que requieren oxígeno, pero les permite vivir, aunque a un ritmo menor. El ciliado investigado encontró una solución para esto. Engulló una bacteria con la capacidad de respirar nitrato y la integró en su célula. Los autores del estudio estiman que la asimilación tuvo lugar hace al menos 200 o 300 millones de años. 

"Esta asociación es completamente nueva. Una simbiosis basada en la respiración y transferencia de energía no tiene precedentes hasta la fecha", subraya Jana Milucka. ''Nuestro hallazgo abre la posibilidad de que eucariotas unicelulares simples, como los protistas, puedan albergar endosimbiontes que proporcionan energía para complementar o incluso reemplazar las funciones de sus mitocondrias", dice Jon Graf, primer autor del estudio. "Es tentador especular que el simbionte podría seguir el mismo camino que las mitocondrias y eventualmente convertirse en un orgánulo", destaca Milucka.

No obstante, este hallazgo provoca muchas preguntas nuevas como si hay simbiosis similares que han existido mucho más tiempo y donde el endosimbionte ya ha cruzado el límite a un orgánulo o, si existe tal simbiosis para la respiración de nitratos, si puede haber también para otros compuestos. "Ahora que sabemos lo que estamos buscando, encontramos las secuencias de genes del endosimbionte en todo el mundo", asegura Milucka. 

Fuentes:  La Razón, Europa Press, Noticias de la Ciencia