La interacción con hongos que contienen endobacterias fijadoras de nitrógeno mejora la nutrición de nitrógeno del arroz

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Los investigadores Karnelia Paul de la Universidad de Calcuta (India), Chinmay Saha de la Universidad de Kalyani (India) y Anindita Seal de la Universidad de Calcuta (India) diseñaron una investigación para estudiar la nutrición de nitrógeno en el arroz. 


por la Sociedad Americana de Biólogos de Plantas


El suministro de nitrógeno limita el rendimiento de los cultivos, pero la aplicación de un exceso de fertilizante nitrogenado puede contaminar el agua y es costosa. Por lo tanto, los científicos están buscando microbios beneficiosos que puedan ayudar a proporcionar nitrógeno a las plantas fijando nitrógeno, convirtiendo el nitrógeno atmosférico en formas que las plantas puedan usar. Estos “fertilizantes verdes” podrían mejorar el rendimiento de los cereales sin necesidad de aplicar fertilizantes químicos nitrogenados. Las legumbres como la soja tienen bacterias simbióticas que fijan nitrógeno, pero los cultivos de cereales más importantes, incluido el arroz, carecen de estas bacterias.

Para abordar este problema, un estudio publicado en The Plant Cell utilizó microbios que fueron descubiertos en un ambiente inusual y altamente limitado en nutrientes, espadañas que crecen en una piscina de desechos de una mina de uranio. El hongo Rhodotorula mucilaginosa JGTA-S1 (JGTA-S1 se refiere a la cepa específica) se aisló de la espadaña de hoja angosta ( Typha angustifolia ), y este hongo de color rosado mejora el crecimiento en las espadañas anfitrionas. En su trabajo anterior, los autores secuenciaron el genoma de este hongo y descubrieron que JGTA-S1 tiene varios genes que respaldan su función como hongo asociado a plantas. Sorprendentemente, en el estudio actual, los investigadores también descubrieron que este hongo contiene bacterias fijadoras de nitrógeno , lo que puede permitirle fijar nitrógeno.

A continuación, los autores de este estudio se propusieron determinar si JGTA-S1 podría utilizar la importante planta de cultivo de arroz como huésped y promover el crecimiento y la nutrición del arroz, centrándose en particular en el nitrógeno. De hecho, los autores demostraron que JGTA-S1 coloniza el arroz como huésped y aumenta el contenido de nitrógeno en la planta. Además, los autores estudiaron las bacterias endosimbióticas y su papel en el crecimiento de hongos y plantas. JGTA-S1 puede crecer en medios sin nitrógeno, con la fijación de nitrógeno asistida por bacterias fijadoras de nitrógeno, incluida Pseudomonas stutzeri. Las bacterias fijadoras de nitrógeno son clave para la viabilidad de JGTA-S1 y cruciales para el aumento de la biomasa y el amonio en las plantas tratadas con hongos. El hongo se asocia con la planta para formar estructuras filamentosas, y la bacteria P. stutzeri luego penetra en estas estructuras. Por lo tanto, esta fascinante interacción entre organismos de tres reinos (plantas, hongos y bacterias) puede ser la clave para mejorar la nutrición de nitrógeno en el arroz y quizás en otras plantas de cultivo.

Como próximos pasos, la autora correspondiente Anindita Seal dijo: “Mejorar la nutrición con nitrógeno en las plantas de cultivo es un desafío para los científicos. Sería interesante ver si esta interacción de los tres reinos se puede usar para mejorar la nutrición con nitrógeno en otras plantas además del arroz o si la El papel beneficioso de las bacterias endofúngicas es específico de la planta”.

Más información: Karnelia Paul et al. Una interacción tripartita entre el basidiomiceto Rhodotorula mucilaginosa, las endobacterias fijadoras de N2 y el arroz mejora la nutrición del nitrógeno vegetal. La célula vegetal DOI: 10.1105/tpc.19.00385