Agricultura Cereales Estados Unidos

Durante las sequías, las bacterias ayudan al sorgo a seguir creciendo


Se espera que los efectos devastadores de la sequía aumenten en severidad y frecuencia en los próximos años. Para proteger el suministro de alimentos del mundo, los científicos recurren a la ingeniería genética. 

Ahora, un equipo de investigadores ha descubierto cómo los cambios en el microbioma, el ecosistema de bacterias y otros microorganismos unidos a las raíces de las plantas y en el suelo que lo rodea, pueden mejorar la tolerancia a la sequía en las plantas.


Departamento de Energía de los Estados Unidos.

Investigadores de la Universidad de California en Berkeley, la Universidad de California en Davis, el Servicio de Investigación Agrícola del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos, el Laboratorio Nacional del Pacífico Noroeste, el Laboratorio Nacional de Lawrence Berkeley y el Centro de Investigación y Extensión Agrícola de Kearney estudiaron la comunidad microbiana asociada con el sorgo. Esta importante bioenergía y cultivo de piensos en los Estados Unidos es también un alimento básico en el mundo en desarrollo. 

El equipo tomó muestras semanales de plantas de sorgo durante un período de cuatro meses cuando los campos estaban experimentando condiciones de sequía. Compararon cómo el microbioma de sorgo y el metaboloma de la raíz de la planta cambiaron durante ese tiempo. 

El equipo descubrió que la sequía aumenta principalmente la abundancia y la actividad de las Actinobacterias monodérmicas tanto en el suelo que rodea las raíces como en el tejido vegetal. 

Los estudios de metatranscriptómica de las actividades genéticas (un perfil de la expresión génica en toda la comunidad) revelaron, durante las condiciones de sequía, que estas bacterias monodérmicas aumentaban la transcripción de genes relacionados con el transporte de metabolitos. 

Uso de un espectrómetro de masas para cromatografía de gases. en EMSL, el Laboratorio de Ciencias Moleculares Ambientales, una instalación para usuarios de la Oficina de Ciencia del Departamento de Energía, el equipo caracterizó aún más los metabolitos de la raíz del sorgo y los correlacionó con cambios significativos en las bacterias del suelo. 

Los resultados llevaron a los científicos a creer que el sorgo bajo estrés por sequía exuda metabolitos que seleccionan Actinobacteria monodermo en el área de la raíz circundante y estas bacterias pueden permitir que el sorgo haga frente al estrés por sequía. 

Este descubrimiento puede tener una idea de cómo las plantas como el sorgo manejan o influyen en los microbiomas del suelo, lo que a su vez puede promover la resistencia a la sequía en las plantas.

El trabajo es parte del proyecto Control epigenético de la respuesta a la sequía en el sorgo (EPICON), que busca desarrollar una comprensión profunda de la tolerancia a la sequía del sorgo en el campo y abre el camino para mejorar la producción de cultivos bioenergéticos en tierras marginales.

Más información: Ling Xu et al. La sequía retrasa el desarrollo del microbioma de raíz de sorgo y se enriquece para bacterias monodermas, Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2018). DOI: 10.1073 / pnas.1717308115 

Referencia del diario: Actas de la Academia Nacional de Ciencias.  

Proporcionado por: US Department of Energy

Información de: phys.org


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