Ingeniería del microbioma vegetal para proteger los cultivos contra enfermedades
Cambiar el microbioma de las plantas puede ayudar a proteger los cultivos contra enfermedades y reducir la dependencia de pesticidas dañinos para el medio ambiente.
Escuchamos mucho sobre nuestro microbioma, la gran cantidad de microorganismos que viven dentro y alrededor de nuestro cuerpo, especialmente nuestros intestinos. Pero escuchamos mucho menos sobre los microbiomas de las plantas.
Las plantas también albergan una amplia variedad de bacterias, hongos, virus y otros microorganismos que habitan en sus raíces, tallos y hojas y, por primera vez, los científicos han diseñado el microbioma de la planta para aumentar la abundancia de bacterias “buenas” que protegerlo de enfermedades y reducir significativamente la necesidad de pesticidas nocivos para el medio ambiente
Un enfoque en el arroz
Investigadores de la Universidad de Southampton, junto con equipos de China y Austria, han estado estudiando el microbioma de la planta de arroz para comprender cómo afecta a la salud de la planta y su vulnerabilidad a las enfermedades.
Descubrieron que un gen específico ubicado en el grupo de biosíntesis de lignina de la planta está involucrado en la configuración de su microbioma. Cuando se desactivó, hubo una disminución en la población de ciertas bacterias beneficiosas, lo que demuestra su importancia en la comunidad del microbioma.
Luego, los investigadores sobreexpresaron el gen para que produjera más de un tipo específico de metabolito, lo que aumentó la proporción de bacterias beneficiosas en el microbioma de la planta. Cuando se expusieron a Xanthomonas oryzae, un patógeno que causa plaga bacteriana en los cultivos de arroz, las plantas modificadas fueron considerablemente más resistentes que el arroz de tipo silvestre.
“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”, dice el Dr. Tomislav Cernava, coautor del artículo y profesor asociado de interacciones planta-microbio en la Universidad de Southampton.
La plaga bacteriana puede provocar una pérdida significativa de rendimiento del arroz, especialmente en Asia. Por lo general, se controla con pesticidas, por lo que desarrollar un cultivo con un microbioma protector podría reducir la dependencia de los pesticidas y, al mismo tiempo, aumentar la seguridad alimentaria.
“Este avance podría reducir la dependencia de los pesticidas, que son perjudiciales para el medio ambiente”, afirma Cenava. “Lo hemos logrado en los cultivos de arroz, pero el marco que hemos creado podría aplicarse a otras plantas y desbloquear otras oportunidades para mejorar su microbioma. Por ejemplo, los microbios que aumentan el suministro de nutrientes a los cultivos podrían reducir la necesidad de fertilizantes sintéticos”.
El equipo, que publicó sus hallazgos en Nature Communications, ahora se encuentra explorando cómo pueden influir en la presencia de otros microbios beneficiosos para desbloquear diversos beneficios para la salud de las plantas.