Investigadores del Instituto Max Planck de Biología de Tübingen han descubierto cómo las cepas benignas de Pseudomonas protegen contra sus parientes bacterianos dañinos.
por la Sociedad Max Planck
El estudio, ahora publicado en Nature Ecology & Evolution , muestra que la coexistencia de Pseudomonas benéficas y patógenas en Arabidopsis thaliana mejora la salud de las plantas, pero que la medida exacta depende de la composición genética tanto de la planta como de los microbios. Los hallazgos podrían ayudar a diseñar alternativas naturales a los pesticidas sintéticos.
Las plantas albergan microbios en su superficie de manera similar a los humanos que albergan microbios en su piel o en el intestino. Los microbios pueden servir como ayudantes que promueven la salud o causar enfermedades. Un equipo de investigación formado por Or Shalev y Detlef Weigel tuvo como objetivo comprender mejor los beneficios para la planta cuando los patógenos de Pseudomonas y los comensales de Pseudomonas coexisten en las hojas de Arabidopsis thaliana, un modelo para la investigación de plantas. Los comensales son microbios que viven en organismos y tienen efectos beneficiosos o neutrales en el huésped. En particular, examinaron la interrelación de los comensales de Pseudomonas y sus efectos protectores de plantas contra aislados dañinos de la misma cepa.
«El resultado de un estudio anterior de nuestro departamento planteó la cuestión de cómo las plantas pueden albergar patógenos y aún así mantener la salud», explica Shalev. «En la agricultura se utilizan muchos métodos como los pesticidas o la poda para eliminar los patógenos de las plantas, por lo tanto, es sorprendente observar que muchas plantas silvestres pueden vivir en armonía con sus patógenos», agrega. Para crear condiciones lo más cercanas posible a la naturaleza, los investigadores infectaron un grupo de plantas solo con comensales, otro solo con patógenos y un tercer grupo con una mezcla de cepas comensales y patógenas de Pseudomonas. El objetivo era imitar el movimiento de la bacteria a través del viento y la lluvia, así como cultivar las plantas en el suelo en lugar de en placas. Con el código de barras del genoma, pudieron rastrear individuos contexto de consorcio de múltiples cepas independientemente de su similitud en todo el genoma.
La variación genética tanto en plantas como en bacterias
El equipo de investigación observó una respuesta inmune de la planta inducida por la existencia de Pseudomonas comensales que suprimían el crecimiento de sus parientes patógenos. «Este no es un resultado trivial, ya que todas las bacterias infectantes eran del mismo género y, a pesar de su alta relación, la respuesta inmune de la planta afectó específicamente a una línea patógena. Además, el consorcio comensal comprendía un conjunto diverso de especies comensales, aunque ninguna fue suprimida. por la planta, lo que demuestra aún más cuán específica de taxón fue la supresión mediada por el huésped», enfatiza Shalev.
Sin embargo, aparentemente no existe una «talla única» y depende en gran medida de la composición genética tanto de la planta como de la bacteria si la protección contra las Pseudomonas patógenas funciona o falla. «Otro aspecto importante de nuestro trabajo es la caracterización de un efecto protector colectivo. En lugar de señalar a individuos específicos como protectores, encontramos un efecto sinérgico del colectivo», explica Shalev.
El conocimiento recién adquirido podría tener importancia para la agricultura. Al comprender exactamente cómo las plantas saludables pueden vivir en armonía con los patógenos colonizados , esto también puede ayudar a idear nuevas técnicas para la agricultura para reducir el uso de pesticidas sintéticos.
