Las plantas liberan señales químicas de angustia cuando son atacadas por insectos masticadores.
Estas «llamadas al 911», como las llama la entomóloga Esther Ngumbi, alertan a otros bichos de que la cena o un buen lugar para poner sus huevos está disponible cerca.
por Diana Yates, Universidad de Illinois en Urbana-Champaign
Si los insectos depredadores o parásitos detectan la señal correcta, se abalanzan como salvadores para hacer una comida o poner sus huevos en los cuerpos de los insectos herbívoros.
Un nuevo estudio explora los factores que contribuyen a la capacidad de señalización química de las plantas de maíz , comparando cómo las diferentes variedades de maíz responden a la herbivoría en presencia o ausencia de una bacteria del suelo conocida por promover la salud de las plantas .
Ngumbi, profesor de entomología en la Universidad de Illinois Urbana-Champaign, dirigió la investigación con la profesora de recursos naturales y ciencias ambientales de la U. de I. Angela Kent y Ph.D. candidato Sierra Raglin, quien es el primer autor del artículo. Los hallazgos se informan en la revista Frontiers in Microbiology .
La investigación sobre las interacciones entre plantas y microbios es un área de creciente interés para los agricultores que esperan maximizar la productividad y la resiliencia de los cultivos, dijo Kent.
«El microbioma de la planta es muy prometedor para mejorar la sostenibilidad de la producción de cultivos», dijo. «Nuestra investigación tiene como objetivo tratar el microbioma y sus funciones de sostenibilidad como un rasgo de la planta».
«La bacteria que probamos, Bacillus altitudinus, tiene numerosas características que promueven el crecimiento de las plantas», dijo Raglin. «También se sabe que ayuda a las plantas a tolerar tensiones como la sequía o los metales pesados en el suelo».
Se ha descubierto que este y otros microbios del suelo influyen en la expresión génica en los tejidos de las plantas y estimulan las respuestas inmunitarias, dijo. «Queríamos ver si este microbio también influía en la liberación de compuestos volátiles de las plantas».
Los investigadores cultivaron seis variedades de maíz en suelo vivo o estéril en un experimento de invernadero. Algunas de las semillas de maíz fueron inoculadas con el bacilo antes de la siembra. Después de cuatro semanas, los científicos sometieron las plantas de maíz a larvas de gusano cogollero, lo que permitió que las orugas se alimentaran durante 24 horas antes de recolectar y analizar los compuestos volátiles que producían las plantas.
El análisis reveló que las seis variedades de maíz que probó el equipo respondieron de manera diferente a los insectos masticadores. Algunas variedades produjeron más o una mayor diversidad de compuestos volátiles que otras. La presencia o ausencia de la bacteria parecía hacer poca diferencia en esas respuestas.
Sólo un tipo de maíz pareció responder al microbio del suelo aumentando su producción general de compuestos volátiles . Se necesita más investigación para determinar si esto mejora sus defensas, dijeron los investigadores.
La bacteria del suelo tuvo otro efecto: promovió el crecimiento de las plantas cuando el maíz se cultivó en condiciones estériles , descubrió el equipo. Pero esta condición no sería relevante para el maíz cultivado en el campo, dijeron los investigadores.
Los hallazgos son preliminares y se debe trabajar más para desentrañar las complejas relaciones, dijo Raglin.
«Incluso en un entorno agrícola, el entorno es complejo», dijo. La bacteria del suelo que probó el equipo es solo una de una red interconectada de microbios, y muchas otras condiciones pueden influir en la respuesta de las plantas.
«No queremos exagerar el papel que contribuye cualquier factor», dijo Ngumbi. «Cada contribuyente a esta interacción, la planta, los microbios, el suelo, tiene un papel que desempeñar. Se debe tener cuidado para asegurarse de comprender la contribución de cada socio».
Más información: Sierra S. Raglin et al, La protección contra herbivoros a través de compuestos orgánicos volátiles está influenciada por el genotipo del maíz, no por las comunidades bacterianas enriquecidas con Bacillus altitudinis, Frontiers in Microbiology (2022). DOI: 10.3389/fmicb.2022.826635
