La agricultura se enfrenta a enormes desafíos en todo el mundo debido a los cambios globales provocados por las actividades humanas. La sequía, los fenómenos meteorológicos extremos, las temperaturas récord y los patógenos emergentes amenazan el suministro de alimentos del mundo.
por la Universidad de Tecnología de Graz
Por esta razón, necesitamos hacer que nuestros cultivos sean más robustos sin contaminar más el medio ambiente. La investigación y el manejo del microbioma ofrecen un gran potencial para lograr estos objetivos. Un nuevo estudio de un grupo de investigación internacional dirigido por la Universidad Tecnológica de Graz (TU Graz), publicado en la revista científica New Phytologist , abre nuevas perspectivas aquí.
La importancia del microbioma para los organismos vivos.
La investigación del microbioma tiene solo unas pocas décadas, pero ya ha producido algunos hallazgos innovadores. Una es que los seres humanos, los animales y las plantas tienen microbiomas adaptados muy específicamente que han asumido funciones esenciales. Tanto el organismo como el microbioma han evolucionado en coevolución, es decir, en influencia mutua. Esto fue confirmado por el presente estudio. Hoy en día, consideramos que todos los organismos son «holobiontes», unidades que funcionan conjuntamente con numerosos microorganismos especializados. Estos últimos son siempre numéricamente superiores; los seres humanos, por ejemplo, tienen diez veces más microorganismos que sus propias células. El microbioma se clasifica así como un objetivo importante para nuevas terapias y profilaxis de la salud. Esto es igualmente cierto para las plantas cultivadas, pero el potencial aquí hasta ahora ha sido poco conocido o explotado.
Confirmación de la teoría de la coevolución.
El grupo interdisciplinario de investigadores comparó el microbioma de los cultivos de manzanas domesticados modernos , es decir, variedades específicamente obtenidas y cultivadas, con el microbioma de sus ancestros silvestres, así como con el microbioma de especies estrechamente relacionadas. Con la ayuda de análisis moleculares y métodos bioinformáticos, el grupo pudo determinar por primera vez que el microbioma se hereda en la misma medida que los genes. Las manzanas que son genéticamente similares también albergan un microbioma similar. Y, sorprendentemente, nuestras variedades de manzanas modernas todavía contienen parte del microbioma de sus ancestros silvestres.
El estudio muestra que el microbioma también se «cría» y ha cambiado mucho con el tiempo. Hasta ahora, esto ha sucedido de forma involuntaria y se han perdido muchos microorganismos en el proceso. Estos microorganismos perdidos ahora podrían ayudarnos a hacer que nuestros cultivos se adapten nuevamente al cambio climático. Esto se debe a que el enfoque del mejoramiento ahora ya no está en el tamaño y la dulzura de las manzanas, sino en su resistencia y salud. El grupo de investigación está convencido de que el microbioma de los ancestros salvajes que se originan en la cordillera de Tien Shan del interior del Asia contiene microorganismos valiosos para este propósito.
Resultados de investigación útiles para la agricultura
Para el primer autor del estudio, Ahmed Abdelfattah del Instituto de Biotecnología Ambiental, «los resultados aclaran un largo debate científico y sientan las bases para nuevas estrategias ecológicas en el fitomejoramiento».
Sería concebible, por ejemplo, cambiar el microbioma de la planta mediante la introducción selectiva de microorganismos para aumentar la resistencia de las plantas. Esto es en lo que se especializa el Instituto de Biotecnología Ambiental de TU Graz, y el becario Marie Curie Ahmed Abdelfattah lo eligió específicamente como lugar de investigación debido a su experiencia en el campo de la biotecnología del microbioma. «Mi viaje por el microbioma de la manzana comenzó durante mi visita, como estudiante de doctorado, al laboratorio del Dr. Michael Wisniewski en 2015», dice Abdelfattah. Wisniewski, el último autor del artículo y en cuya investigación se diseñó el experimento original, es profesor en Virginia Tech con una contribución científica de larga data a la investigación de la fruta.
De nuevo en Graz, la visión del director del Instituto, Gabriele Berg, y su equipo es utilizar este nuevo conocimiento para la salud de las plantas, así como para los humanos y nuestro planeta. Por tanto, la manzana es sólo un símbolo, como lo ha sido muchas veces en la historia de la humanidad.
