miércoles, 27 de junio de 2018

¿Las micorrizas protegen a las plantas de enfermedades? ¿Cómo?

La transcriptómica y la proteómica nos dan muchas pistas sobre cómo las plantas enferman y cómo las micorrizas las protegen

Las micorrizas son la asociación beneficiosa entre un hongo y una planta, de hecho, son tan beneficiosas que el 80% de las especies de plantas del planeta son capaces de formar esta sociedad. Por otra parte, todas las plantas sufren la amenaza de enfermedades provocadas por bacterias, hongos o virus. Es decir, las plantas se encuentran en medio de una batalla en la que tienen que asociarse con hongos y bacterias para luchar contra otros hongos, bacterias y virus. 
Es mucho lo que se ha avanzado en la agricultura para utilizar las micorrizas para aumentar la producción de los cultivos y luchar contra las enfermedades, pero aun queda mucho por aprender de estas infinitas relaciones.

¿Qué hemos hecho?

Un grupo de científicos italianos, franceses, alemanes y un español (concretamente yo 😊 ) hemos estudiado la relación del trigo con las micorrizas y una enfermedad (provocada por la bacteria Xanthomona) desde el punto de vista de la transcriptómica, la proteómica y la fisiología. Gracias a estas herramientas hemos demostrado que las micorrizas son capaces de proteger al trigo de enfermedades, y hemos descubierto varios mecanismos mediante los cuales esto ocurre. El artículo completo se acaba de publicar en la prestigiosa revista Scientific reports.


¿Cómo lo hemos hecho?

En primer lugar, sembramos varias plantas de trigo y le aplicamos esporas de un hongo para que colonizara la planta y formara las micorrizas. Una vez que comprobamos que la planta había sido micorrizada, provocamos una enfermedad a la planta, concretamente aplicando en las hojas una bacteria llamada Xanthomona translucens. 
Pasadas unas semanas observamos que las plantas que habían sido micorrizadas estaban mucho más sanas y mas grandes. Después de repetir este experimento varias veces, pudimos deducir sin lugar a duda que las micorrizas protegían a la planta de la enfermedad.
Entonces nos preguntamos por qué ocurre esto. Para ello utilizamos herramientas de transcriptómica y proteómica, es decir, analizamos la expresión de todos los genes y las proteínas que la planta produce con y sin hongo, y con y sin bacteria, tanto en las raíces como en las hojas.
Esto supuso un esfuerzo inmenso tanto a nivel de manejo de muestras, recolección de datos, trabajo bioinformático, así como de asimilación e interpretación de datos. Como ejemplo del inmenso trabajo, se obtuvieron unos 37 millones de lecturas (trocitos de genes) y se identificaron 2750 proteínas de cada una de las condiciones.
Con toda esta información pudimos conocer cientos de mecanismos moleculares que ocurrían dentro de la planta cuando esta era colonizada por la planta o atacada por la bacteria que provoca la enfermedad. 
Entre estos mecanismos se podía ver muy claramente que las plantas micorrizadas activaban gran cantidad de genes y proteínas en las raíces y las hojas relacionadas con la absorción de nutrientes, el metabolismo primario y el contenido aminoácidos. Esto explica por qué las plantas micorrizadas están mas sanas: porque “comen mejor”. Además pudimos explicar por qué las plantas micorrizadas se protegían mejor contra enfermedades: pudimos ver como muchos genes relacionados con la defensa de las plantas se activaban. Es decir, las micorrizas ayudan a que las defensas de las plantas se activen.
Pero no solamente estos genes se activaban, si no que muchos más lo hacían, como aquellos relacionados con las hormonas vegetales, como la biosíntesis del etileno o del jasmónico. Esta es una explicación de por qué las plantas micorrizadas presentan raíces más grandes.

Conclusiones

Gracias a esta investigación, hemos dado un poco de luz al fantástico mundo de las micorrizas y hemos aprendido cómo y por qué son tan beneficiosas para las plantas.
Esto abre un inmenso mundo de posibilidades en su aplicación en la agricultura, donde ya se han dado muchos pasos con productos comerciales que mejoran el crecimiento de los cultivos de forma natural, pero que aun queda mucho trabajo por hacer para llegar a más cultivos y con precios más competitivos.

El artículo completo lo puedes leer en este link.

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