Hongo entomopatógeno del suelo protege al maíz de plagas y contaminación por mercurio


La contaminación por mercurio del suelo y el agua es una amenaza global para la salud humana y la producción de cultivos, pero un hongo del suelo puede realizar una desintoxicación de calidad


Un investigador de la Universidad de Maryland y sus colegas descubrieron que el hongo Metarhizium robertsii elimina el mercurio del suelo alrededor de las raíces de las plantas y del agua dulce y salada. Los científicos también han modificado genéticamente el hongo para potenciar su acción desintoxicante contra el mercurio.

“Nuestro estudio mostró que el metarhizium interfiere con la absorción de mercurio por parte de las plantas. Aunque la planta de maíz se sembró en suelo contaminado, se desarrolló normalmente y era comestible. Además, el hongo puede eliminar el mercurio tanto del agua dulce como del agua salada”, comentó Raymond St. Leger, profesor de entomología de la Universidad de Maryland.

Metarhizium es un hongo entomopatógeno casi omnipresente, y el trabajo anterior del laboratorio de Saint-Leger ha demostrado que coloniza las raíces de las plantas y las protege de los insectos herbívoros. A

Los científicos saben que Metarhizium es uno de los pocos organismos vivos que sobreviven en el suelo de los manantiales de mercurio. Pero nadie ha determinado previamente qué causa la supervivencia y si tiene algún significado para las plantas asociadas con las que el hongo entra en una relación simbiótica.

El equipo de Saint Leger secuenció el genoma de Metarhizium e identificó dos genes que son muy similares a los genes presentes en bacterias conocidas por desintoxicar o biorremediar el mercurio.

En este trabajo, los científicos realizaron una serie de experimentos de laboratorio y encontraron que el maíz inoculado con  Metarhizium creció igualmente bien si se sembró en suelo limpio o en suelo saturado con mercurio. Además, no se encontró mercurio en los tejidos vegetales del maíz cultivado en suelo contaminado.

Luego, los investigadores modificaron genéticamente los hongos eliminando dos genes que eran similares a los de las bacterias reductoras de mercurio. Cuando repitieron sus experimentos, el Metarhizium modificado ya no protegía a las plantas de maíz del suelo cargado de mercurio y el maíz murió.

Para asegurarse de que los genes proporcionen con precisión propiedades desintoxicantes, los investigadores los insertaron en otro hongo que normalmente no protege al maíz del mercurio. El hongo recién modificado actuó de manera similar a Metarhizium en la protección de las plantas del suelo de mercurio.

El análisis microbiológico mostró que los genes en cuestión expresan enzimas que descomponen formas orgánicas altamente tóxicas de mercurio en moléculas de mercurio inorgánico menos tóxicas. Finalmente, los investigadores modificaron genéticamente Metarhizium para expresar más genes desintoxicantes y aumentar la producción de enzimas desintoxicantes.

En su último experimento, los investigadores descubrieron que podían purificar el mercurio del agua dulce y salada en 48 horas simplemente agregando un hongo.

El siguiente paso es realizar experimentos de campo en China para ver si Metarhizium puede convertir un ambiente tóxico en campos fértiles para el cultivo de maíz y otros cultivos.

Los métodos modernos de restauración de suelos contaminados requieren la eliminación o neutralización de toxinas de campos enteros antes de la siembra, lo que lleva mucho tiempo y es costoso. Pero Metarhizium  neutraliza rápida y económicamente el suelo que rodea las raíces de las plantas y evita que las plantas absorban la toxina.

“Esta es la única opción viable que conocemos, porque las bacterias con la misma capacidad genética de desintoxicación de mercurio no viven en las plantas. Además de su potencial como herramienta rentable para recuperar tierras agrícolas contaminadas, el hongo puede limpiar humedales y cuerpos de agua contaminados”, dijo St. Leger.

(Fuente: phys.org. Fotos de fuentes abiertas). 



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