Al complejo y muy diverso mundo de los hongos se le suele denominar el quinto reino de los organismos. Incluye diversas levaduras, mohos y hongos.
Un equipo de científicos de la Universidad de Ottawa (uOttawa) ha descubierto los secretos genéticos de un hongo misterioso, revelando la presencia de dos poblaciones nucleares distintas en su interior, cada una de las cuales desempeña funciones distintas en la forma en que interactúan con las plantas.
Los hongos micorrízicos arbusculares (HMA) son hongos diminutos que viven en armonía con las plantas, comparten su diversidad genética y crean una atmósfera vibrante en las raíces de las plantas y con los microbios subterráneos. Los científicos han estado estudiando el HMA durante años, pero todavía están desconcertados. Sus cuerpos son como bolsas llenas de miles de núcleos celulares, y durante mucho tiempo no está claro cómo estos hongos cooperan con las plantas.
«Había numerosas preguntas sin resolver con respecto a los HMA, principalmente porque estos hongos siempre son multinucleados y no exhiben características sexuales observables», dice el profesor Nicolas Corradi, catedrático de Genómica Microbiana en el Departamento de Biología de la Universidad de Ottawa. «Se ha propuesto que los AMF poseen una genética única y han experimentado una evolución poco convencional».
El profesor Corradi y sus colegas investigaron la reproducción asexual de HMA, específicamente de Rhizophagus irregularis. En 2016, descubrieron cepas que mostraban signos de reproducción sexual , con dos poblaciones de núcleos coexistiendo en células grandes. «Descubrimos que las cepas que tienen dos poblaciones (heterocariones HMA) son más resistentes y podrían acceder a las raíces de las plantas más fácilmente, una indicación de que podrían ser mejores bioestimulantes».
Sin embargo, sin su genoma completo, los investigadores no podrían saber por qué estas cepas son plantas simbiontes más exitosas.
Para abordar esto, el profesor Corradi y su equipo emplearon técnicas de secuenciación avanzadas, incluida la secuenciación de ARN y la secuenciación de ADN de tercera generación, para analizar las diferencias en estructura, contenido y expresión entre los genomas coexistentes.
«Los heterocariones AMF tienen dos haplotipos que se separan físicamente entre un gran número, posiblemente millones, de núcleos coexistentes. Este fenómeno no tiene precedentes en ningún otro organismo», explica el profesor Corradi.
Sus análisis también demostraron que las dos poblaciones actúan de manera muy diferente dependiendo del entorno que las rodea y de la planta huésped. «No sólo descubrimos que las dos poblaciones difieren dramáticamente en los genes que albergan, sino también que estos se expresan de manera diferente y cambian en abundancia dependiendo de la planta con la que interactúan», añade el profesor Corradi.
Las interacciones simbióticas entre los HMA y las plantas hospedantes son cruciales para el intercambio de nutrientes, la protección de patógenos y la sostenibilidad del ecosistema. El estudio de estas interacciones ayudará a mejorar las prácticas agrícolas al producir bioestimulantes personalizados, mejorar el crecimiento de las plantas y promover la salud del ecosistema.
El estudio, titulado «Los heterocariones de los hongos micorrízicos arbusculares tienen dos poblaciones nucleares con funciones distintas en las interacciones entre el huésped y la planta», se publicó en Nature Microbiology .
Más información: Jana Sperschneider et al, Los heterocariones de hongos micorrízicos arbusculares tienen dos poblaciones nucleares con funciones distintas en las interacciones huésped-planta, Nature Microbiology (2023). DOI: 10.1038/s41564-023-01495-8
