Un gen de un hongo que ‘vacuna’ a las plantas para ayudarlas a crecer en suelos contaminados con cobre
09/04/2024 - Fuente: Fundación Descubre
Química sostenible: Energía, mediaombiente y ciudades sostenibles
Un equipo de investigación de la Estación Experimental del Zaidín en Granada ha analizado el genoma de un microorganismo que habita dentro de las raíces vegetales y en el suelo para establecer a través de qué mecanismo biológico les aporta cobre, un micronutriente esencial implicado en procesos tan importantes como la fotosíntesis. Con este conocimiento, podrían elaborarse biofertilizantes que aporten a los cultivos una mayor tolerancia a los suelos contaminados con metales pesados.
Una vacuna tiene la función de ‘enseñar’ al sistema inmunológico a reconocer y combatir patógenos específicos. Esto ayuda a prevenir enfermedades y luchar contra infecciones víricas o bacterianas, protegiendo así a las personas y animales que las reciben.
En el mundo vegetal, los biofertilizantes son los recursos más parecidos a una vacuna que un agricultor puede emplear para proteger sus cultivos. También la ejercen algunos microorganismos del suelo, como las bacterias y los hongos, que establecen una relación de beneficio mutuo denominada simbiosis: ellos consiguen agua y nutrientes inorgánicos, como los minerales, y protegen frente a agentes patógenos que puedan perjudicar a la planta. Por otro lado, ésta les provee de un entorno seguro y nutrientes orgánicos como los carbohidratos.
Las investigadoras se centran en el hongo micorrícico arbuscular Rhizophagus irregularis.
En esta relación se centra el equipo de investigación de la Estación Experimental del Zaidín (EEZ-CSIC, Granada), que ha identificado el gen de un hongo del suelo que regula la absorción de cobre por las plantas. Estos microorganismos tienen la capacidad de:
– Facilitar este nutriente, esencial para la fotosíntesis vegetal, a las plantas cuando hay escasez.
– ‘Ajustar las dosis’ para no perjudicarlas cuando hay un exceso del mismo en el entorno natural.
Biofertilizantes y bioprotectores
Actualmente, el genoma del hongo Rhizophagus irregularis no está ampliamente estudiado y, por tanto, se desconoce cómo éste ejerce algunas de sus funciones biológicas. El trabajo de las investigadoras identifica y arroja luz sobre cómo opera uno de estos genes. Así, con esta información, podrían desarrollarse biofertilizantes y bioprotectores que mejoren las estrategias de cultivo. “Nuestro objetivo es encontrar una forma de ‘vacunar’ a las plantas con biofertilizantes enriquecidos con estos microorganismos, de forma que respondan mejor a los estreses ambientales y obtengan una mayor tolerancia en los terrenos contaminados con metales pesados como el cobre”, explica a la Fundación Descubre la investigadora de la EEZ-CSIC Nuria Ferrol.
De este modo, las expertas del grupo Micorrizas de la EEZ-CSIC se centran en analizar el mecanismo biológico mediante el que el hongo microrrícico Rhizophagus irregularis regula la toma de cobre de las plantas.
Las científicas explican en el estudio publicado en Environmental Pollution que han identificado el gen RiCRD1, responsable de codificar una proteína que transporta el cobre fuera del organismo del hongo. Esta proteína, que está en la membrana de este microorganismo actúa como un ‘mensajero’ que absorbe el metal del suelo y se lo transfiere a la planta cuando hay escasez y, cuando hay exceso, lo expulsa de su organismo. “Hemos observado que uno de los mecanismos biológicos que utiliza este microorganismo para regular la ingesta de cobre y autopreservarse cuando hay demasiado es acumularlo en lo que denominamos ‘esporas suicidas’, que son azules debido que están cargadas de este metal”, comenta la investigadora del EEZ-CSIC Tamara Gómez.
Cuando hay demasiado cobre, el hongo lo acumula en ‘esporas suicidas’, que son azules debido a que están cargadas de este mineral.
Estos hongos forman ‘redes’ de micelio en el suelo que conectan con las plantas y los recursos del suelo, y de este modo, en conjunto con otros microorganismos beneficiosos, podrían ser parte de un biofertilizante o bioprotector para ‘vacunar’ a los cultivos. Así, podrían crecer más sanos en muchos ambientes, como los suelos contaminados.
De igual forma, este paralelismo con las vacunas permite imaginar la complejidad de la labor de las investigadoras dado que, para que una persona pueda ponerse este activador del sistema inmune, la vacuna debe atravesar por multitud de análisis y pruebas que garanticen su seguridad y funcionamiento. Quizá imaginando este colectivo de hongos de ese modo, se comprenda mejor también su mecanismo de adaptación a los suelos contaminados por cobre.
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