Comprender los rasgos o características que permiten que las plantas recluten microorganismos de alto rendimiento para impulsar su crecimiento, es clave para el futuro de la agricultura sostenible. Esto es lo que han hecho en un estudio sobre microorganismos del suelo de alto rendimiento asociados con plantas Acmispon strigosus, de la familia de los guisantes, donde vieron que se producía un aumento del crecimiento de 13 veces en aquellas plantas que se asociaron con una cepa altamente efectiva de la bacteria fijadora de nitrógeno Bradyrhizobium.
Un obstáculo en la capitalización del trabajo beneficioso de los microorganismos, es la complejidad de los factores genéticos y ambientales que rigen su papel en el crecimiento de las plantas. Sin atención alguna, las plantas no siempre reclutan microbios beneficiosos, sino que se rodean de una mezcla de bacterias útiles e ineficaces. Asimismo, los intentos de gestionar las poblaciones microbianas que las plantas encuentran en el suelo mediante la inoculación con cepas beneficiosas, han fracasado en gran medida.
“Es muy difícil predecir qué combinaciones de microorganismos tendrán éxito en condiciones de campo, ya que los microbios que son beneficiosos para las plantas en el laboratorio, no siempre compiten con éxito contra los microbios que ya existen en el campo”, dijo Joel Sachs, profesor de ecología evolutiva en la Universidad de California Riverside y miembro del Instituto de Biología Integrativa del Genoma. Por tanto, “una alternativa prometedora es cultivar plantas que sean mejores en la gestión de sus propios socios microbianos, un avance que se transmitirá a las generaciones futuras”.
En un estudio publicado en New Phytologist, el equipo de Sachs ha avanzado en la comprensión de cómo la genética de las plantas y los factores ambientales afectan las poblaciones de microbios del suelo en el campo. En concreto, los investigadores investigaron si Acmispon strigosus ((Nutt.) Brouillet, 2008) cambia la forma en que se asocia con diferentes cepas de bacterias fijadoras de nitrógeno cuando cambia su ambiente.
Tras esto, descubrieron que cambiar el entorno de las plantas mediante la fertilización del suelo, no cambiaba la forma en que las plantas se asociaban con los microbios. En cambio, encontraron que la variación genética entre las plantas era más importante para explicar si las plantas invertían en relaciones con los microbios más beneficiosos. En otras palabras, algunas variantes de la planta son mejores que otras para desarrollar asociaciones beneficiosas de microorganismos del suelo de alto rendimiento asociados con plantas.
Además, las variantes de la planta que fueron mejores para invertir en microbios beneficiosos, también tuvieron beneficios de crecimiento muy altos, en contraste con otras variantes de plantas de guisantes que no invirtieron tanto y obtuvieron menor beneficio de crecimiento.
“El hecho de que los rasgos que rigen estas asociaciones varían entre las plantas de la misma especie y son heredables, muestra que pueden ser seleccionados por los criadores”, dijo Wendlandt, principal autor del trabajo. “En última instancia, esperamos que los agrónomos usen esta investigación para desarrollar variedades de plantas que aprovechen al máximo los microbios del suelo que encuentran. Esto podría reducir la dependencia de los fertilizantes químicos, que son caros para los productores y pueden contaminar el medio ambiente”.
Ahora, el trabajo futuro en el laboratorio se centrará en si las plantas de arvejas aún muestran diferencias genéticas cuando interactúan con comunidades microbianas mucho más complejas, de forma similar a lo que encuentran en los suelos de campo. El laboratorio también está ampliando su investigación para hacer preguntas similares con las plantas de caupí, que son un importante cultivo de leguminosas en África subsahariana.
