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Agriculturers.com | Red de Especialistas en Agricultura

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L a rizosfera del suelo es uno de los ecosistemas más ricos del planeta y con más potencial de ser explotando por el hombre en beneficio de la agricultura. La rizosfera es la parte de suelo intrínsecamente unido a las raíces de las plantas (los milímetros de suelo que están "pegando" a las raíces). En esta zona conviven millones de microorganismos que se alimentan de los "deshechos" de la planta que "expulsa por las raíces", y la planta se aprovecha de estos microorganismos de muchas formas (aprovechando su capacidad para solubilizar nutrientes, evitando que microorganismos patógenos le ataquen, etc.). Estas bacterias beneficiosas se han puesto muy de moda en los últimos años, en los cuales se han desarrollado toda una reciente industria floreciente de bioestimulantes agrarios que se aprovecha de estas bacterias beneficiosas para sustituir parte de los fertilizantes químicos por otros respetuosos con el medioambiente.

Sin embargo, a ún se conoce muy poco sobre el inmenso potencial de la interacción entre estas bacterias y las plantas. Un grupo de científicos de Estados Unidos, Alemania, Nueva Zelanda y Francia acaban de publicar un importante descubrimiento sobre el tema en la prestigiosa revista Nature microbiology.

Han demostrado que la planta manipula las especies de bacterias que habitan su rizosfera a lo largo de todo de su ciclo de vida, y que lo hace a través de la emisión por las raíces de diferentes tipos de compuestos, para que crezcan los que mas le convengan a ella en cada momento.
¿Cómo lo han hecho?
El primer paso fue recoger suelo de la rizosfera de la planta "Avena barbata" en el " Hopland Research and Extension Center" al norte de California (Estados Unidos) y aislaron cientos de bacterias con medios de cultivos específicos. En estos medios se le aporta diferentes nutrientes para ver cuales crecen en unos medios o en otros. Por poner un ejemplo visual: si tienes muchos animales y les das de comer carne, solamente van a crecer los carnívoros, pero si les das hierba, solamente crecerán los herbívoros: algo así pero a escala microscópica. Entonces seleccionaron los grupos que crecían mas o menos en función de que la planta fuera desarrollándose.

Esta colección de microorganismos se la enviaron al Joint Genome Institute (JGI), para que secuenciaran sus genomas e identificaran las especies que crecían en cada momento.

Por otra parte, metieron las plantas en un cultivo hidropónico y analizaron mediante Espectrometria de masas los exudados (compuestos que expulsa) que producía la planta en diferentes fases del crecimiento. Una vez identificados estos componentes, se pusieron a crecer en ellos los microorganismos que se aislaron con anterioridad.

Gracias a esto, observaron que la planta modifica los componentes que expulsa por sus raíces, y de esta manera hace que crezcan mas o menos determinadas bacterias que le viene mejor que crezcan en cada etapa de su vida.
Conclusiones
Gracias a este estudio se ha confirmado la capacidad de las plantas de "criar" a las bacterias que más le conviene en cada momento de su vida. Esto tiene un potencial tremendo para la industria de los biofertilizantes y bioestimulantes, porque si sabemos como la planta manipula los microorganismos de la rizosfera podemos saber tanto lo que necesita la planta, como los microorganismos que le vienen mejor a la planta (para darle más de lo que más necesite y así aumentar su producción de forma natural).

El articulo completo lo pueden leer en este enlace .

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Las plantas alimentan a "quienes quieren" y "cuando ellas quieren"

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L a rizosfera del suelo es uno de los ecosistemas más ricos del planeta y con más potencial de ser explotando por el hombre en beneficio de la agricultura. La rizosfera es la parte de suelo intrínsecamente unido a las raíces de las plantas (los milímetros de suelo que están "pegando" a las raíces).

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Una nueva investigación llevada a cabo por el John Innes Center ha profundizado en los sistemas de memoria genética a través de los cuales las plantas pasan información estacional a sus semillas para darles la mejor oportunidad de éxito reproductivo.
Las plantas integran señales estacionales como la temperatura y la duración del día y utilizan esta información memorizada para optimizar el tiempo para las etapas clave del ciclo de vida.

Estas transiciones de desarrollo incluyen la floración, la dispersión de semillas y la latencia de las semillas, una táctica oportuna empleada por las plantas "madre" para asegurar que la germinación de la semilla ocurra en condiciones óptimas cuando la tasa de supervivencia de las plántulas es alta.

La detección estacional requiere la actividad de dos genes bien caracterizados Flowering Locus C (FLC) y Flowering Locus (FT), el primero un sensor de temperatura que actúa como un freno a la floración y el último un sensor de duración diurna.

Estudios previos han indicado que FLC actúa en FT de forma lineal para ofrecer información estacional que promueve la floración.

Ahora este nuevo estudio dirigido por el profesor Steven Penfield del Centro John Innes, ha identificado el mecanismo preciso por el cual la información de la temperatura pasa de la madre a las semillas.

"Lo que es interesante sobre estos nuevos hallazgos es que los mismos genes que controlan el momento de la floración también controlan la germinación de la semilla, pero actúan en orden inverso", dijo el profesor Penfield.

El estudio, que aparece en la revista científica Science , muestra que los dos genes recopilan información sobre la temperatura del medio ambiente y la comparten con la progenie durante el período de siembra.

"La planta madre usa información estacional para controlar el comportamiento de la progenie para optimizar el estado físico", explica el profesor Penfield.

"Descubrimos hace algún tiempo que la madre genera diversidad, y el mecanismo que usa la madre es la variación de la temperatura porque a medida que las temperaturas varían, las plantas producen semillas que son ligeramente diferentes, en número".

De esta forma, según la investigación financiada por BBSRC, la planta madre explota la variación de temperatura ambiental para crear diversidad en el tipo y comportamiento de las semillas, una especie de cobertura de apuestas reproductivas en la que la planta utiliza información de temperatura para crear una descendencia diversa y ampliamente distribuida.

Esta visión mecanicista de la especie modelo Arabidopsis thaliana puede conducir a mejores cultivos, dicen los autores del estudio.

"Una mayor comprensión de cómo las plantas comunican la información estacional a sus descendientes ayudará a los esfuerzos para crear cultivos que se adapten mejor al cambio climático", explica el profesor Penfield.

"Si comprendemos el mecanismo por el cual las plantas causan variación en la progenie de un año a otro, podemos aprender cómo criar cultivos más estables", agregó.

Más información: "La regulación de la retroalimentación de la expresión de COOLAIR controla la latencia de la semilla y el tiempo de floración" Science (2018). science.sciencemag.org/cgi/doi ... 1126 / science.aar7361

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Cómo las plantas ayudan a los descendientes transmitiendo pistas estacionales

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Una nueva investigación llevada a cabo por el John Innes Center ha profundizado en los sistemas de memoria genética a través de los cuales las plantas pasan información estacional a sus semillas para darles la mejor oportunidad de éxito reproductivo.

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¿Que son las Horas Frio?

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Los vegetales no son pasivos ante su ambiente social: sus flores serán más numerosas y atractivas si crecen rodeados de ejemplares emparentados genéticamente que entre extrañas. Según un estudio liderado por investigadores del CSIC, al distinguir el tipo de organismo con el que interactúan logran atraer a más polinizadores, uno de los agentes más importantes para su reproducción.

La floración, la clave en la reproducción vegetal, depende del ambiente social en el que crecen las plantas. Así lo demuestra un trabajo liderado por investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Los resultados, publicados en Nature Communications, muestran que los vegetales son capaces de reconocer la identidad genética de sus vecinas y ajustar el número y aspecto de sus flores a las características del grupo.

Hasta ahora, esta estrategia reproductiva moldeada por la selección de parentesco o familiar había sido demostrada sobre todo en animales. "Lo más novedoso de nuestro trabajo es que hemos observado que las plantas que crecen rodeadas de sus hermanas producen más flores y flores más atractivas que aquellas que se rodearon de plantas extrañas, no emparentadas genéticamente", explica Rubén Torices, investigador del CSIC en la Estación Experimental de Zonas Áridas.

Los investigadores han cultivado miles de semillas granadinas de la planta ibérica Moricandia moricandioides, en grupos experimentales en un invernadero de la Universidad de Lausana (Suiza). Esta especie tiene una dependencia completa de los polinizadores para su reproducción, utilizando flores con pétalos llamativos de color púrpura para atraerlos.

El aumento de la floración cuando una planta crece con sus hermanas sugiere que podrían estar cooperando con sus familiares

"Básicamente, forzamos a las plantas a crecer en macetas rodeadas de sus hermanas, mientras que otras crecieron rodeadas de una muestra aleatoria de plantas procedentes de la misma población", recalca Torices.
El reconocimiento familiar
Según los resultados del estudio, que demuestra que las plantas no se muestran pasivas a su ambiente social, el aumento de la floración cuando una planta crece con sus hermanas sugiere que podrían estar cooperando con sus familiares para atraer más polinizadores, ya que un mayor número de flores y flores más atractivas favorecen que esto se produzca.

En los últimos años, otros trabajos han demostrado que las plantas poseen mecanismos moleculares complejos, que les permiten distinguir el tipo de organismo con el que interactúan. Pueden, por ejemplo, detectar qué microorganismos son patógenos y cuáles son inofensivos. Por otro lado, las raíces de las plantas establecen relaciones colaborativas complejas con algunos microorganismos del suelo y hongos.

Este resultado no tiene una aplicación práctica directa, pero sí podría ayudar en un futuro a la mejora de los cultivos. "Los cultivos en sí son ambientes sociales compuestos por centenares de plantas. Descubrir y entender los factores principales que determinan las relaciones sociales en plantas nos ayudará a seleccionar mejor cultivos más eficientes que favorezcan la cooperación y reduzcan la competición entre plantas vecinas", agrega el investigador del CSIC.

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Las plantas son capaces de reconocer si sus vecinas son "de la familia"

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Los vegetales no son pasivos ante su ambiente social: sus flores serán más numerosas y atractivas si crecen rodeados de ejemplares emparentados genéticamente que entre extrañas. Según un estudio liderado por investigadores del CSIC, al distinguir el tipo de organismo con el que interactúan logran atraer a más polinizadores, uno de los agentes más importantes para su reproducción.