Las plantas emiten señales químicas de socorro cuando son atacadas por insectos masticadores. Estas «llamadas de emergencia», como las llama la entomóloga Esther Ngumbi, alertan a otros insectos de que hay comida o un buen lugar para poner sus huevos cerca.
por Diana Yates, Universidad de Illinois en Urbana-Champaign
Si los insectos depredadores o parásitos detectan la señal correcta, se lanzan como salvadores para alimentarse de los cuerpos de los insectos herbívoros o depositar sus huevos en ellos.
Un nuevo estudio explora los factores que contribuyen a la capacidad de señalización química de las plantas de maíz , comparando cómo las diferentes variedades de maíz responden a la herbivoría en presencia o ausencia de una bacteria del suelo conocida por promover la salud de las plantas .
Ngumbi, profesor de entomología en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, dirigió la investigación junto con Angela Kent, profesora de recursos naturales y ciencias ambientales de la U. de Illinois, y la candidata a doctorado Sierra Raglin, primera autora del artículo. Los hallazgos se publican en la revista Frontiers in Microbiology .
La investigación sobre las interacciones entre plantas y microbios es un área de creciente interés para los agricultores que esperan maximizar la productividad y la resiliencia de los cultivos, dijo Kent.
«El microbioma vegetal es muy prometedor para mejorar la sostenibilidad de la producción agrícola», afirmó. «Nuestra investigación se centra en considerar el microbioma y sus funciones de sostenibilidad como un rasgo vegetal».
«La bacteria que analizamos, Bacillus altitudinus, posee numerosas propiedades que promueven el crecimiento vegetal», afirmó Raglin. «También se sabe que ayuda a las plantas a tolerar estreses como la sequía o la presencia de metales pesados en el suelo».
Se ha descubierto que este y otros microbios del suelo influyen en la expresión génica en los tejidos vegetales y potencian la respuesta inmunitaria, explicó. «Queríamos comprobar si este microbio también influía en la liberación de compuestos volátiles por parte de las plantas».
Los investigadores cultivaron seis variedades de maíz en suelo vivo o estéril en un experimento de invernadero. Algunas semillas de maíz se inocularon con el bacilo antes de la siembra. Tras cuatro semanas, los científicos sometieron las plantas de maíz a larvas de gusano cogollero, permitiendo que las orugas se alimentaran durante 24 horas antes de recolectar y analizar los compuestos volátiles producidos por las plantas.
El análisis reveló que las seis variedades de maíz que el equipo probó respondieron de forma diferente a la acción de los insectos devoradores. Algunas variedades produjeron más compuestos volátiles o una mayor diversidad de estos que otras. La presencia o ausencia de la bacteria pareció influir poco en estas respuestas.
Solo un tipo de maíz pareció responder al microbio del suelo aumentando su producción general de compuestos volátiles . Se necesita más investigación para determinar si esto mejora sus defensas, afirmaron los investigadores.
La bacteria del suelo tuvo otro efecto: promovió el crecimiento de las plantas cuando el maíz se cultivó en condiciones estériles , según el equipo. Sin embargo, esta condición no sería relevante para el maíz cultivado en campo, señalaron los investigadores.
Los hallazgos son preliminares y se necesita más trabajo para dilucidar las complejas relaciones, dijo Raglin.
«Incluso en un entorno agrícola, el entorno es complejo», afirmó. La bacteria del suelo que el equipo analizó es solo una de una red interconectada de microbios, y muchas otras condiciones pueden influir en la respuesta de las plantas.
«No queremos sobreestimar el papel de cada factor», dijo Ngumbi. «Todos los que contribuyen a esta interacción —la planta, los microbios, el suelo— tienen un papel que desempeñar. Es fundamental comprender la contribución de cada uno de ellos».
Más información: Sierra S. Raglin et al., La protección de la herbivoría mediante compuestos orgánicos volátiles se ve influenciada por el genotipo del maíz, no por las comunidades bacterianas enriquecidas con Bacillus altitudinis, Frontiers in Microbiology (2022). DOI: 10.3389/fmicb.2022.826635
