• Lun. Sep 20th, 2021

Rastrean las micorrizas en la raíz de las plantas en tiempo real

  • Por primera vez observan de cerca el proceso de colonización de hongos micorrícicos

  • Esta tecnología puede llevar a nuevos conocimientos sobre estos microorganismos

Un grupo de investigadores encontró un método para observar el proceso de colonización de hongos micorrícicos arbusculares en tiempo real, sin dañar a la planta, mediante el uso de un pigmento rojo proveniente del betabel.

     Los hongos micorrícicos arbusculares, también llamados micorrizas, son hongos del suelo que forman asociaciones con casi todas las plantas de cultivo, expandiendo enormemente el área de la superficie de las raíces. Esta interacción, mutuamente beneficiosa, aumenta la capacidad de la planta para absorber nutrientes vitales para su crecimiento.

     Cuantos más nutrientes obtienen las plantas de forma natural, menos fertilizantes artificiales necesitan. La comprensión de este proceso natural es el primer paso para reducir el uso de fertilizantes.

Logran visualizar el proceso de colonización de las micorrizas

Un grupo de estudiosos utilizó pigmentos rojos brillantes de la remolacha o betabel, llamados betalaínas, metabolitos secundarios nitrogenados y principal fuente del color rojo característico del betabel, para rastrear visualmente los hongos del suelo en la medida que colonizaban las raíces de las plantas vivas.

     «Ahora podemos seguir cómo se desarrolla la relación entre los hongos y la raíz de la planta, en tiempo real, desde el momento en que entran en contacto. Anteriormente no teníamos idea de lo que sucedía porque no había forma de visualizarlo en una planta viva sin el uso de microscopía elaborada», dijo el Dr. Sebastian Schornack, investigador del Laboratorio Sainsbury de la Universidad de Cambridge, Inglaterra, y coautor principal del artículo.

     Para lograr sus resultados, los expertos diseñaron dos especies de plantas modelo, una hortaliza y otra de tabaco, para que produjeran los pigmentos betalaína altamente visibles cuando los hongos micorrícicos arbusculares estuvieran presentes en sus raíces. Esto implicó combinar las regiones de control de dos genes activados por hongos micorrícicos con genes que sintetizan pigmentos de betalaína de color rojo.

     Luego, las plantas fueron cultivadas en una estructura transparente para que el sistema de raíces fuera visible, y pudieron tomarse imágenes de las raíces con un escáner de superficie plana sin molestar a las plantas.

     Usando su técnica, los investigadores seleccionaron partes pigmentadas de rojo del sistema de raíces para observar el hongo más de cerca a medida que ingresaba a las células individuales de la planta y formaba estructuras elaboradas en forma de árbol, llamadas arbúsculos, que crecen dentro de las raíces de la planta. Las arbúsculos absorben nutrientes del suelo que de otro modo estarían fuera del alcance de la planta.

Observación no invasiva para la planta

Existen otros métodos para visualizar este proceso, pero estos implican desenterrar y matar la planta y el uso de productos químicos o microscopía costosa. Este trabajo permite por primera vez observar a simple vista y con imágenes simples cómo los hongos simbióticos comienzan a colonizar las raíces de las plantas vivas y habitan partes del sistema de raíces de las plantas a lo largo del tiempo.

     Los hongos micorrícicos arbusculares están atrayendo un interés creciente en la agricultura. Esta nueva técnica proporciona la capacidad de «seguir y rastrear» la presencia de hongos simbióticos en suelos de diferentes fuentes y ubicaciones. Los investigadores dicen que esto permitirá la selección de hongos que colonizan las plantas más rápido y brindan los mayores beneficios en escenarios agrícolas.

     Comprender y explotar la dinámica de la colonización del sistema radicular de las plantas por hongos tiene el potencial de mejorar la producción futura de cultivos de una manera ambientalmente sostenible. Si las plantas pueden absorber más nutrientes de forma natural, esto reducirá la necesidad de fertilizantes artificiales, lo que ahorrará dinero y reducirá la contaminación del agua asociada.

     El estudio fue publicado en PLOS Biology, una revista científica editada en Estados Unidos que cubre todo el espectro de las ciencias biológicas.

Fuente: PLOS Biology