Cómo las plantas aprovechan los microbios para obtener nutrientes


Un equipo dirigido por Rutgers descubrió cómo las plantas aprovechan los microbios en el suelo para obtener nutrientes, un proceso que podría explotarse para impulsar el crecimiento de los cultivos, combatir las malas hierbas y reducir el uso de fertilizantes y herbicidas contaminantes.


por Todd B. Bates, Universidad de Rutgers


En un proceso que el equipo ha denominado «ciclo de rizofagia» (rizofagia significa comer raíces), las bacterias y los hongos pasan de una fase de vida libre en el suelo a una fase dependiente de las plantas dentro de las células de las raíces de las plantas. Los microbios obtienen nutrientes (nitrógeno y minerales) en el suelo, y los nutrientes se extraen de los microbios en las células de las raíces de las plantas. La investigación dirigida a combatir Phragmites australis , una caña invasora alta que se encuentra en los humedales de Nueva Jersey y en otros lugares, condujo a un estudio publicado en línea hoy en Microorganisms . Los coautores incluyen científicos de la Universidad Hindú de Benaras en India y el Servicio Geológico de EE. UU.

«El ciclo de rizofagia parece ocurrir en todas las plantas y puede ser una forma importante en que las plantas adquieren algunos nutrientes», dijo el autor principal James F. White Jr., profesor del Departamento de Biología Vegetal de la Universidad de Rutgers-New Brunswick. «El descubrimiento de que las plantas cultivan activamente y luego extraen nutrientes de microbios simbióticos es nuevo».

«Las aproximadamente 50 especies de plantas examinadas hasta ahora muestran evidencia de que participan en la rizofagia. Algunos de los microbios involucrados en el ciclo de la rizofagia aumentan el crecimiento de sus plantas hospedantes particulares, pero inhiben el crecimiento de otras especies de plantas», dijo White.

El ciclo de la rizofagia funciona así: las plantas cultivan, esencialmente cultivan, microbios alrededor de las puntas de las raíces mediante la secreción de azúcares, proteínas y vitaminas, según White. Los microbios crecen y luego ingresan a las células de la raíz en las puntas, donde las células se dividen y carecen de paredes endurecidas. Los microbios pierden sus paredes celulares, quedan atrapados en las células vegetales y reciben oxígeno reactivo (superóxido). El oxígeno reactivo descompone algunas de las células microbianas , extrayendo efectivamente los nutrientes de ellas. Los microbios sobrevivientes estimulan la formación de raícespelos en las raíces. Los microbios dejan los cabellos en la punta del cabello en crecimiento, donde la pared celular del cabello es blanda, y los microbios reforman sus paredes celulares a medida que vuelven a entrar en el suelo. Los microbios adquieren nutrientes en el suelo y el proceso se repite una y otra vez, según White, quien lleva siete años estudiando el ciclo sostenible.

«La gente ha especulado que las plantas pueden obtener nutrientes de los microbios, pero los mecanismos para la transferencia de nutrientes de los microbios a las plantas han sido esquivos, hasta ahora», dijo. «Comprender cómo funciona este proceso puede permitirnos cultivar plantas sin fertilizantes o con fertilizantes mínimos y sin herbicidas. Podemos manipular el sistema para aumentar el crecimiento de plantas deseables y disminuir el crecimiento de plantas indeseables , utilizando potencialmente los mismos microbios «.

Más información: Ciclo de rizofagia: un proceso oxidativo en plantas para la extracción de nutrientes de microbios simbióticos, microorganismos , DOI: 10.3390/microorganisms6030095 , www.mdpi.com/2076-2607/6/3/95



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