Las orquídeas son un ejemplo de una planta experimentalmente manejable que depende en gran medida de su relación con sus socios hongos micorrízicos para el suministro de nutrientes.
por DOE/Instituto Conjunto del Genoma
En este estudio reciente, los investigadores identificaron por primera vez algunos determinantes genéticos potencialmente involucrados en la absorción y transferencia de nitrógeno en las micorrizas de las orquídeas.
Este estudio proporciona un sistema modelo susceptible de manipulación experimental, para intercambios de nutrientes entre plantas y hongos a nivel simbiótico y ofrece información sobre cómo las plantas hospedantes se benefician de las relaciones mutualistas formadas con los hongos del suelo que pueden ampliar su rango de hábitat. Comprender estas relaciones vitales puede arrojar luz sobre las simbiosis microbianas aplicables al cultivo de plantas como materia prima para bioenergía.
Las orquídeas, como la mayoría de las plantas terrestres, forman relaciones simbióticas entre las raíces de sus plantas y los hongos del suelo, lo que se conoce como asociación micorrízica. Sin embargo, a diferencia de otras plantas terrestres, las orquídeas dependen de sus socios hongos micorrízicos para el suministro de nutrientes durante las etapas de germinación y desarrollo del alimento. Después de esta etapa, la mayoría de las especies de orquídeas desarrollan hojas y son capaces de autonutrirse, mientras que algunas especies continúan dependiendo de sus socios hongos para obtener un suministro de carbono orgánico. En este estudio, publicado en la edición de enero de 2017 de New Phytologist, un equipo dirigido por investigadores de la Universidad de Turín investigó el hongo micorrícico de las orquídeas Tulasnella calospora como micelio de vida libre y en simbiosis con las orquídeas fotosintéticas serapias de labios largos, o Serapias vomeracea. Por primera vez, los investigadores observaron los genes de los hongos que pueden haber estado involucrados tanto en la absorción como en la transferencia de nitrógeno a la planta huésped. La secuenciación de ARN para el proyecto se realizó en el Instituto Conjunto del Genoma del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE JGI), una instalación para usuarios de la Oficina de Ciencias del DOE, como parte de la cartera del Programa de Ciencias Comunitarias de 2013.
El equipo también utilizó la base de datos del genoma de hongos MycoCosm del DOE JGI para identificar genes de hongos.Codifica proteínas que participan en la absorción y transferencia de nitrógeno. Descubrieron que el genoma de Tulasnella calospora tiene dos genes que codifican transportadores de amonio y varios genes que codifican transportadores de aminoácidos, proteínas que desempeñan funciones en la vía de los nutrientes del nitrógeno. En general, el uso de nitrógeno por parte de los hongos micorrízicos de las orquídeas puede ampliar el rango de hábitat de las orquídeas, permitiéndoles crecer en una variedad de tipos de suelo. De interés más general para el DOE, este estudio proporciona información importante para este proceso y promueve la comprensión de las simbiosis microbianas entre plantas que son vitales para la salud de las plantas y puede informar la comprensión de las simbiosis microbianas relevantes para las plantas como materia prima para bioenergía.
Más información: Valeria Fochi et al. La expresión de genes de hongos y plantas en simbiosis proporciona pistas sobre las vías del nitrógeno en las micorrizas de orquídeas, New Phytologist (2017). DOI: 10.1111/nph.14279
