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Las bacterias beneficiosas ayudan al trigo a soportar el calor

Las bacterias beneficiosas ayudan al trigo a soportar el calor
Bacterias beneficiosas: los estudios han demostrado que las bacterias que habitan las raíces pueden ayudar a las plantas y los cultivos a sobrevivir en condiciones extremas, como la sequía, el exceso de sal o el calor. Crédito: KAUST; Anastasia Serin

El calentamiento global ha aumentado el número de olas de calor severas que causan estragos en la agricultura, reducen el rendimiento de los cultivos y amenazan el suministro de alimentos.


por la Universidad de Ciencia y Tecnología King Abdullah


Sin embargo, no todas las plantas mueren en condiciones de calor extremo. Algunos tienen tolerancia natural al calor, mientras que otros adquieren tolerancia al calor después de una exposición previa a temperaturas más altas de lo normal, similar a cómo las vacunas activan el sistema inmunológico con una pequeña dosis de virus.

Pero cultivar cultivos tolerantes al calor es laborioso y costoso, y calentar ligeramente campos enteros es aún más complicado.

Existe un creciente interés en aprovechar los microbios para proteger las plantas, y los biólogos han demostrado que las bacterias que viven en las raíces pueden ayudar a sus huéspedes herbáceos a sobrevivir en condiciones extremas, como la sequía, el exceso de sal o el calor.

«Las bacterias beneficiosas podrían convertirse en una de las formas más rápidas, económicas y ecológicas de ayudar a lograr una agricultura sostenible», dice el postdoctorado Kirti Shekhawat. «Sin embargo, ningún estudio a largo plazo ha demostrado que funcionen en el mundo real , y aún no hemos descubierto lo que está sucediendo a nivel molecular», agrega.

Para llenar este vacío de conocimiento, Shekhawat, junto con un equipo dirigido por Heribert Hirt, seleccionó la bacteria beneficiosa SA187 que vive en la raíz de un robusto arbusto del desierto, Indigofera argentea. Cubrieron semillas de trigo con la bacteria y luego las plantaron en el laboratorio junto con algunas semillas sin tratar. Después de seis días, calentaron los cultivos a 44 grados centígrados durante dos horas. «Un poco más los mataría a todos», dice Shekhawat.

Las bacterias beneficiosas ayudan al trigo a soportar el calor
Trigo resistente: el equipo cree que miles de otras bacterias tienen el poder de proteger a las plantas contra diversas amenazas, desde sequías hasta hongos, y ya están probando algunas en otros tipos de cultivos. Crédito: KAUST; Anastasia Serin

El trigo sin tratar sufrió daños en las hojas y dejó de crecer, mientras que el trigo tratado emergió ileso y floreció, lo que sugiere que las bacterias habían desencadenado la tolerancia al calor. «Las bacterias entran en la planta tan pronto como las semillas germinan y viven felices en simbiosis durante toda la vida de la planta», explica Shekhawat.

Luego, los investigadores cultivaron su trigo durante varios años en campos naturales en Dubai, donde las temperaturas pueden alcanzar los 45 grados centígrados. Aquí, el trigo generalmente no crece en invierno, pero los cultivos reforzados por bacterias tuvieron rendimientos entre un 20 y un 50 por ciento más altos de lo normal. «Estábamos increíblemente felices de ver que una sola especie bacteriana podía proteger cultivos como este», dice Shekhawat.

Luego, el equipo utilizó el modelo plantArabidopsisto para cribar todos los genes vegetales expresados ​​bajo estrés por calor, con y sin las bacterias. Descubrieron que las bacterias producen metabolitos que se convierten en la hormona vegetal etileno, que activa los genes de resistencia al calor de la planta para la acción. «Esencialmente, las bacterias le enseñan a la planta cómo usar su propio sistema de defensa», dice Shekhawat.

Miles de otras bacterias tienen el poder de proteger a las plantas contra diversas amenazas, desde sequías hasta hongos, y el equipo ya está probando algunas en otros cultivos, incluidos los vegetales. «Acabamos de arañar la superficie de este mundo oculto de suelo que una vez descartamos como materia muerta», dice Hirt. «Las bacterias beneficiosas podrían ayudar a transformar un sistema agrícola insostenible en uno verdaderamente ecológico».




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