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1 de Julio de 2017
Biología vegetal

Microorganismos dañinos que estimulan el crecimiento vegetal

En ciertas condiciones de cultivo, algunos fitopatógenos emiten compuestos volátiles beneficiosos para las plantas.

Patógenos «buenos»: Las plantas de la especie Arabidopsis thaliana que crecen junto a cultivos de hongos fitopatógenos, como Aspergillus brasiliensis (a), se desarrollan más que las que crecen sin el cultivo adyacente de hongos (b). [CORTESÍA DE LOS AUTORES]

La demanda creciente de alimentos como consecuencia del aumento de la población mundial y la progresiva reducción de las superficies cultivables han llevado a los científicos a buscar nuevos tratamientos que incrementen el rendimiento de los cultivos de manera sostenible y respetuosa con el ambiente. Dichos tratamientos deberían superar y complementar los actuales, basados en la utilización de productos agroquímicos y el fomento de las interacciones entre plantas y microorganismos beneficiosos. En un caso de serendipia, nuestro laboratorio ha descubierto que, en determinadas condiciones, los microorganismos patógenos también producen sustancias que favorecen el crecimiento de las plantas e incrementan el rendimiento de los cultivos.

Respuesta inesperada
Las bacterias y los hongos microscópicos presentes en la filosfera (la superficie de las hojas), la rizosfera (la región del suelo inmediata a las raíces) y la endosfera (el medio interno de la planta) sintetizan sustancias, como lípidos, hormonas, carbohidratos, ácidos nucleicos y proteínas, que regulan procesos relacionados con el crecimiento de la planta. Estos microorganismos emiten también una amplia gama de compuestos volátiles que, a modo de señales, participan en innumerables procesos de comunicación entre ellos y las plantas. Así, las mezclas de compuestos volátiles procedentes de los patógenos microbianos funcionan normalmente como potentes agentes fitotóxicos. Por el contrario, los emitidos por un reducido número de cepas de bacterias y hongos de la rizosfera, típicamente catalogados como beneficiosos, fomentan el crecimiento de las plantas y su resistencia a los patógenos, según demostraron en 2003 Joseph W. Kloepper, Paul P. Paré y sus colaboradores, de la Universidad de Auburn.

Pero, además, investigaciones llevadas a cabo en nuestro laboratorio han demostrado que, de forma inesperada, una gran variedad de microorganismos fitopatógenos (tanto hongos como bacterias), en determinadas condiciones de cultivo, producen compuestos con propiedades bioestimulantes. Algunos de estos compuestos son volátiles y, a dosis muy bajas, fomentan el crecimiento vegetal, la floración, la formación de frutos, el engrosamiento de paredes celulares y la acumulación de azúcares y aminoácidos en las hojas. En concreto, al analizar los transcriptomas (el conjunto de los ARN transcritos) y los proteomas (el conjunto de las proteínas sintetizadas) de plantas de la especie modelo Arabidopsis thaliana sometidas a la acción de compuestos volátiles del fitopatógeno oportunista Alternaria alternata, hemos observado cambios drásticos en funciones relacionadas con la fotosíntesis, la asimilación de nutrientes, la protección contra diferentes tipos de estrés y el metabolismo de la planta.

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