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Las bacterias ayudan a que las plantas crezcan mejor

Las bacterias ayudan a que las plantas crezcan mejor
En medio de plantas jóvenes de maíz: Dr. Peng Yu del Instituto de Ciencias de Cultivos y Conservación de Recursos (INRES) de la Universidad de Bonn (Alemania). Crédito: © Barbara Frommann / Universidad de Bonn

Un estudio actual realizado por científicos de la Universidad de Bonn y la Universidad Southwest en China arroja luz sobre una interdependencia inusual: el maíz puede atraer bacterias especiales del suelo que, a su vez, ayudan a las plantas a crecer mejor. 


por la Universidad de Bonn


A largo plazo, los resultados podrían utilizarse para generar nuevas variedades que utilicen menos fertilizantes y, por lo tanto, tengan menos impacto en el medio ambiente. El estudio se publica en la prestigiosa revista Nature Plants.

Todo alumno de tercer grado sabe que las plantas absorben los nutrientes del suelo a través de sus raíces. El hecho de que también liberan sustancias al suelo probablemente sea menos conocido. Y esto parece facilitar mucho la vida de las plantas.

Esa es al menos la conclusión del estudio actual. Los investigadores participantes estudiaron varias variedades de maíz que difieren significativamente en su rendimiento. En su búsqueda de la causa, encontraron una enzima, la flavona sintasa 2. «La línea endogámica de alto rendimiento 787 que estudiamos contiene grandes cantidades de esta enzima en sus raíces», explica el Dr. Peng Yu del Instituto de Ciencias de los Cultivos y Conservación de recursos (INRES) en la Universidad de Bonn. «Utiliza esta enzima para producir ciertas moléculas del grupo de los flavonoides y las libera en el suelo».

Ver: Los hongos podrían manipular las bacterias para enriquecer el suelo con nutrientes

Los flavonoides dan color a las flores y los frutos. En el suelo, sin embargo, cumplen una función diferente: garantizan que se acumulen bacterias muy específicas alrededor de las raíces. Y estos microbios, a su vez, provocan la formación de más ramas laterales en estas raíces, llamadas raíces laterales. «Esto permite que la planta de maíz absorba más nitrógeno del medio ambiente», explica el Prof. Dr. Frank Hochholdinger del Instituto de Ciencia de Cultivos y Conservación de Recursos (INRES). «Esto significa que la planta crece más rápido, especialmente cuando los suministros de nitrógeno son escasos».

El suelo esterilizado no provocó un crecimiento acelerado.

Los investigadores pudieron demostrar en experimentos qué tan bien funciona esto. Lo hicieron utilizando una variedad de maíz con la abreviatura LH93, que normalmente produce plantas bastante endebles. Sin embargo, eso cambió cuando plantaron esta variedad en un suelo donde la línea de alto rendimiento 787 había crecido anteriormente: LH93 luego creció significativamente mejor. El efecto desapareció cuando los botánicos esterilizaron el suelo antes de trasplantar. Esto muestra que las bacterias enriquecidas son de hecho responsables del crecimiento turbo, porque fueron eliminadas durante la esterilización.

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Los investigadores pudieron demostrar en otro experimento que los microorganismos realmente promueven el crecimiento de las raíces laterales. Aquí, utilizaron una variedad de maíz que no puede formar raíces laterales debido a una mutación. Sin embargo, cuando complementaron el suelo con la bacteria, las raíces del mutante comenzaron a ramificarse. Todavía no está claro cómo se produce este efecto. Además, con el apoyo microbiano, el maíz se enfrentó mucho mejor a la deficiencia de nitrógeno.

Los resultados pueden contribuir a una agricultura más sostenible

El nitrógeno es extremadamente importante para el crecimiento de las plantas, tanto que los agricultores aumentan artificialmente su cantidad en el suelo mediante la aplicación de fertilizantes. Sin embargo, parte del fertilizante se arrastra de los campos a los arroyos con la lluvia o ingresa al agua subterránea. También puede entrar a la atmósfera en forma de óxidos de nitrógeno o como gas amonio, donde contribuye al efecto invernadero. Además, la producción de fertilizantes nitrogenados requiere una gran cantidad de energía. «Si desarrollamos cultivos que pueden mejorar su uso de nitrógeno con la ayuda de bacterias, podríamos reducir significativamente la contaminación ambiental», espera Yu.

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El estudio muestra que las plantas ayudan a moldear las condiciones del suelo en el que crecen, en formas que finalmente las benefician. Sin embargo, este aspecto se ha descuidado en la cría hasta ahora. El Dr. Peng Yu agrega que, en general, muchas interacciones del sistema de raíces con los organismos del suelo aún no se comprenden lo suficientemente bien. Quiere ayudar a cambiar eso: acaba de asumir el liderazgo de un grupo de investigación junior Emmy Noether en la Universidad de Bonn, que se dedica precisamente a este tema. Con su programa Emmy Noether, la Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, Fundación de Investigación Alemana) ofrece a los jóvenes investigadores la oportunidad de calificar para una cátedra universitaria en un plazo de seis años.




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