Nueva forma de simbiosis entre plantas y microorganismos

Hifas de Colletotrichum tofieldiae (en verde) penetrando en las raíces de A. thaliana (en magenta). Fuente: Cell Journal
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Investigadoras de la Universidad Politécnica de Madrid han participado en el descubrimiento de un nuevo tipo de asociación simbiótica entre un hongo endófito y una planta que podría abrir el camino hacia una agricultura más respetuosa con el medio ambiente.

El equipo de la investigadora Soledad Sacristán, del Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas (CBGP (UPM-INIA)) de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), ha colaborado con el Instituto Max Planck de Alemania en un trabajo, que publica la revista CELL, que demuestra, por primera vez, la asociación simbiótica entre una planta de la familia Brassicaceae (Arabidopsis thaliana) con un hongo endófito (Colletotrichum tofieldiae). Esta simbiosis, hasta ahora desconocida, mejora la capacidad de crecimiento de los cultivos y por ello podría contribuir a disminuir el uso de fertilizantes inorgánicos y conseguir así una agricultura más sostenible.

 

Hifas de Colletotrichum tofieldiae (en verde) penetrando en las raíces de A. thaliana (en magenta). Fuente: Cell JournalHifas de Colletotrichum tofieldiae (en verde) penetrando en las raíces de A. thaliana (en magenta). Fuente: Cell Journal

Las plantas crecen más y mejor cuando establecen asociaciones simbióticas con microorganismos que mejoran su capacidad de absorción de agua y nutrientes del suelo, las protegen del estrés o aumentan su resistencia a plagas y enfermedades. Entre los microorganismos simbióticos más conocidos están los hongos llamados micorrizas. Las micorrizas forman extensas redes de micelio alrededor de las raíces de las plantas y las ayudan a absorber el fósforo del suelo. El fósforo es uno de los macronutrientes más importantes para las plantas, y la gran mayoría de las plantas se ayudan de las micorrizas para solubilizar y asimilar el fósforo presente de forma orgánica e inorgánica en el suelo.

Las plantas de la familia Brassicaceae, a la que pertenecen cultivos como la colza, la coliflor o la mostaza y la planta modelo Arabidopsis thaliana, no son capaces de asociarse con micorrizas. La investigadora Soledad Sacristán y su equipo aislaron el hongo endofítico Colletotrichum tofieldiae de poblaciones silvestres de A. thaliana en España. Descubrieron que el hongo Colletotrichum tofieldiae forma un mutualismo natural con A. thaliana, ya que las plantas inoculadas con él producen más frutos y semillas que las plantas control.

En colaboración con investigadores del Instituto Max Planck, descubrieron que el Colletotrichum tofieldiae coloniza toda la planta comenzando por las raíces. El hongo transmite el macronutriente fósforo a las hojas y tallos, promoviendo el crecimiento y aumentando la fertilidad de la planta en condiciones de carencia de fósforo. Colletotrichum tofieldiaeno es una micorriza, sino un hongo llamado endófito (se llama así a los hongos que crecen en el interior de las plantas sin causar síntomas de enfermedad), pero realiza una función parecida a las micorrizas en las plantas que carecen de esta simbiosis.

Aunque Colletotrichumtofielidae existe en diferentes lugares del mundo, ha sido en España donde se ha detectado por primera vez en asociación con A. thaliana. Soledad Sacristán y su equipo han detectado una alta presencia de este hongo en diferentes poblaciones silvestres de A. thaliana del centro de España, en lugares cuyo suelo es pobre en fósforo. Este descubrimiento abre nuevas expectativas en el uso de microorganismos para mejorar la capacidad de crecimiento de los cultivos, disminuyendo así el uso de fertilizantes inorgánicos para una agricultura más sostenible y respetuosa con el medio ambiente.

Referencia:

Kei Hiruma, Nina Gerlach, Soledad Sacristán, Ryohei Thomas Nakano, Stéphane Hacquard, Barbara Kracher, Ulla Neumann, Diana Ramírez, Marcel Bucher, Richard J. O’Connell, Paul Schulze-Lefert. Root Endophyte Colletotrichum tofieldiae Confers Plant Fitness Benefits that Are Phosphate Status Dependent. Cell Journal, 17 March 2016. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2016.02.028

Fuente: SiNC

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