El tratamiento de semillas de cultivos con un microbio derivado de las raíces de las plantas del desierto es una herramienta poderosa para aumentar la tolerancia de los cultivos a la sequía, dicen los investigadores.
Un equipo de científicos del proyecto de la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdullah (KAUST) en Arabia Saudita ha demostrado que cultivar Arabidopsis y alfalfa con un microbio tomado de las raíces de una planta común del desierto permite que los cultivos experimentales prosperen en condiciones de sequía.
“Mitigar los efectos de la sequía en los cultivos es un desafío urgente para quienes trabajamos en biotecnología agrícola”, dice Heribert Hirt de KAUST, quien trabajó en el proyecto con colegas de Alemania y Arabia Saudita, incluida Khairiya Alwuthide, profesora asistente en la Universidad Princess Noura bint Abdul-Rahman.
“La iniciativa DARWIN21 se lanzó hace 10 años en KAUST para aislar y analizar microbios del desierto. Esperamos que puedan dar a las plantas cultivadas las mismas características que las plantas del desierto, haciéndolas resistentes al calor, la sal y/o la sequía. Esto puede hacer una contribución significativa a la seguridad alimentaria mundial”, dijo Hirt.
A través del programa DARWIN21, Hirt y su equipo ya han aislado más de 10 000 cepas de microbios del desierto de suelos y raíces de plantas del desierto. Probaron cientos de estas cepas, germinando plantas de Arabidopsis con cada cepa individual, buscando aquellas que aumentaran significativamente la tolerancia a la sequía de la planta.
Para este estudio en particular, publicado en EMBO Reports y destinado a comprender los mecanismos moleculares que subyacen a una mayor tolerancia a la sequía, los investigadores seleccionaron una cepa de la bacteria Pseudomonas argentinensis llamada SA190. SA190 se deriva de los nódulos de la raíz de Indigofera argentea , una planta pequeña, tupida, parecida a una leguminosa, nativa de los desiertos y matorrales secos desde el Sahara hasta la India.
“Debido a que sabemos tanto sobre Arabidopsis, que es un modelo genético en biología vegetal, pudimos analizar los mecanismos moleculares exactos y los cambios que SA190 induce en una planta en respuesta a la sequía. Descubrimos que SA190 altera el estado epigenético de importantes genes de estrés por sequía. Estos genes no se expresan en buenas condiciones de crecimiento, sino que solo se activan cuando las plantas están expuestas a la sequía. SA190 solo activó estos genes cuando fue necesario, lo que significa que los rendimientos no se vieron afectados, lo que puede ser un efecto secundario desafortunado de algunos esfuerzos de mitigación de la sequía. SA190 cambió activamente la arquitectura de la raíz de la planta y, por lo tanto, aumentó la eficiencia del uso del agua de la planta”, dice Alvuthide.
Luego, el equipo trató la alfalfa con SA190, y estas plantas mostraron una tolerancia a la sequía significativamente mayor en comparación con las plantas de control.
“SA190 se puede producir fácilmente en grandes cantidades en fermentadores, y las semillas de los cultivos solo necesitan estar cubiertas de microbios. Una vez que las semillas se dispersan en el campo, el SA190 se une directamente a las plántulas del cultivo, evitando así la competencia con otros microorganismos del suelo. Esta es potencialmente una herramienta muy poderosa para ayudar a las plantas a resistir la sequía”, concluyó Hirt.
(Fuente: Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdullah).
