Agricultura Botánica y Genética Estados Unidos

Los mejores microbios del suelo podrían ser clave para una agricultura sostenible


Pueden suceder cosas hermosas cuando las plantas se rodean de los microbios adecuados. Un estudio sobre Acmispon strigosus, una planta de la familia de los guisantes, mostró un aumento del crecimiento de 13 veces en las plantas que se asociaron con una cepa altamente efectiva de la bacteria fijadora de nitrógeno Bradyrhizobium.


Sarah Nightingale, Universidad de California – Riverside

La capacidad de las plantas para utilizar microbios beneficiosos para estimular su crecimiento no se pierde en los agrónomos. Algunos criadores piensan que comprender los rasgos que permiten a los cultivos reclutar microbios de alto rendimiento es clave para el futuro de la agricultura sostenible.

Un obstáculo en la capitalización del trabajo beneficioso de los microbios son los complejos factores genéticos y ambientales que gobiernan su papel en el crecimiento de las plantas. Dejadas desatendidas, las plantas no siempre reclutan microbios beneficiosos, sino que se rodean con una mezcla de bacterias útiles e ineficaces. Los intentos de controlar las poblaciones microbianas que las plantas encuentran en el suelo, mediante la inoculación con cepas beneficiosas, han fracasado en gran medida.

«Es muy difícil predecir qué combinaciones de microbios tendrán éxito en condiciones de campo, ya que los microbios que son beneficiosos para las plantas en el laboratorio no siempre compiten con éxito con los microbios que ya existen en el campo», dijo Joel Sachs, profesor. de ecología evolutiva en la Universidad de California, Riverside y miembro del Instituto de Biología Integral del Genoma de la universidad. «Una alternativa prometedora es cultivar plantas que sean mejores en el manejo de sus propios socios microbianos, un avance que se transmitirá a las generaciones futuras».

Los mejores microbios del suelo podrían ser clave para una agricultura sostenible
Los investigadores estudiaron Acmispon strigosus , una planta de la familia de las arvejas que es nativa del suroeste de los Estados Unidos. Crédito: UC Riverside

En un estudio publicado hoy en New Phytologist , el equipo de Sachs ha avanzado en nuestra comprensión de cómo la genética de las plantas y los factores ambientales afectan a las poblaciones de suelo microbiano en el campo. El primer autor del artículo es Camille Wendlandt, una estudiante graduada en el grupo de investigación de Sachs.

Los investigadores investigaron si Acmispon strigosus (la planta de arveja) cambia la forma en que se asocia con diferentes cepas de bacterias fijadoras de nitrógeno cuando su entorno cambia. Sorprendentemente, encontraron que cambiar el entorno de las plantas mediante la fertilización del suelo no cambió la forma en que las plantas se asocian con los microbios. En cambio, los investigadores encontraron que la variación genética entre las plantas de arveja era más importante para explicar si las plantas invirtieron en relaciones con los microbios más beneficiosos. En otras palabras, algunas variantes de la planta son mejores que otras para desarrollar estas asociaciones beneficiosas.

Las variantes de plantas de guisantes que mejor invirtieron en microbios beneficiosos también tuvieron beneficios de crecimiento muy altos, en contraste con otras variantes de plantas de guisantes que no invirtieron tanto y obtuvieron menos beneficios de crecimiento.

«El hecho de que los rasgos que gobiernan estas asociaciones varíen entre plantas de la misma especie y sean hereditarios demuestra que los criadores pueden seleccionarlos», dijo Wendlandt. «En última instancia, esperamos que los agrónomos utilicen esta investigación para desarrollar variedades de plantas que aprovechen al máximo los microbios del suelo que encuentran. Esto podría reducir la dependencia de los fertilizantes químicos, que son costosos para los agricultores y pueden contaminar el medio ambiente».

El trabajo futuro en el laboratorio se centrará en si las plantas de guisantes todavía muestran diferencias genéticas cuando interactúan con comunidades microbianas mucho más complejas, similares a las que encuentran en los suelos de campo. El laboratorio también está ampliando su investigación para hacer preguntas similares con las plantas de caupí , que son un importante cultivo de leguminosas en el África subsahariana.

El título del artículo es «La inversión del hospedero en la simbiosis varía entre los genotipos de la leguminosa Acmispon strigosus, pero las sanciones del hospedador son uniformes».

Más información: Camille E. Wendlandt et al., La inversión del hospedero en simbiosis varía entre los genotipos de la leguminosa Acmispon strigosus, pero las sanciones del hospedador son uniformes, New Phytologist (2018). DOI: 10.1111 / nph.15378 

Referencia del diario: Nuevo fitólogo  

Proporcionado por: University of California – Riverside


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