Los científicos están descifrando la comunicación entre plantas y hongos para comprender el “lenguaje secreto del suelo” y hacerles a los microorganismos beneficiosos una oferta que no puedan rechazar.
Científicos de la Universidad de Toronto han descifrado el código de comunicación entre plantas y hongos del suelo en un nuevo estudio publicado en la revista Molecular Cell.
Utilizando levadura de panadería, los investigadores descubrieron que la hormona vegetal estrigolactona (SL) activa genes y proteínas de hongos asociados con el metabolismo del fosfato, un sistema que es clave para el crecimiento. Esta comprensión de cómo los hongos responden a señales químicas a nivel molecular podría conducir a nuevas estrategias para cultivar cultivos más resistentes y controlar los hongos que causan enfermedades.
«A medida que comencemos a comprender cómo interactúan las plantas y los hongos, podremos comprender mejor la complejidad del ecosistema del suelo, lo que conducirá a cultivos más saludables y mejorará nuestro enfoque de la biodiversidad», dice Shelley Loomba, autora principal y profesora asistente de ciencia celular. y biología de sistemas de la Universidad de Toronto.
En el suelo, las raíces de las plantas interactúan con los hongos en un “lenguaje” molecular. Cuando las plantas liberan SL, indican a los hongos que se adhieran a sus raíces, recibiendo los fosfatos que las plantas necesitan para crecer (y un componente clave de la mayoría de los fertilizantes) a cambio de carbono.
Para el estudio, Loomba y sus colegas estudiaron por qué y cómo los hongos responden al SL. El ochenta por ciento de las plantas dependen de esta relación simbiótica, y mejorar esta interacción con hongos beneficiosos puede producir cultivos más resistentes, reducir el uso de fertilizantes y minimizar la escorrentía de fosfato en los cursos de agua.
Sin embargo, por otro lado, los hongos patógenos pueden utilizar señales químicas de manera similar para infectar cultivos, a veces destruyendo todo el cultivo. Comprender el lenguaje químico molecular también puede ayudar a bloquear dichos patógenos.
Debido a la complejidad del ecosistema del suelo, los científicos hasta ahora no han podido identificar las sustancias químicas específicas que estimulan los hongos beneficiosos o los efectos de estas señales. Loomba y su equipo descifraron el código utilizando levadura de panadería, un humilde hongo que ha sido domesticado por los humanos durante miles de años. Las cepas modernas de levadura de panadería las hacen muy adecuadas para el laboratorio. Los investigadores trataron la levadura con estrigolactona y observaron qué genes se activaban y desactivaban en respuesta. Descubrieron que esta señal química aumentaba la expresión de genes denominados «PHO», que están asociados con el metabolismo del fosfato. Un análisis más detallado reveló que las SL funcionan a través de Pho84, una proteína de la superficie de la levadura que controla los niveles de fosfato activando una cascada de otras proteínas en la vía del fosfato.
Los investigadores determinaron que las plantas secretan estrigolactona cuando hay falta de fosfato, lo que indica a la levadura que aumente su suministro de fosfato.
“La interacción a través de la liberación de estrigolactona es cierta no sólo para hongos domesticados como la levadura de panadería, sino también para hongos silvestres, en particular el dañino hongo del trigo Fusarium graminearum y el beneficioso hongo simbiótico Serendipita indica . Queremos utilizar este método simple para identificar sistemáticamente pequeñas moléculas de origen vegetal que interactúan con los hongos. La mejora de las interacciones con los hongos beneficiosos debería conducir a avances en la agricultura”, concluye Loomba.
Fuente: Universidad de Toronto.
