Plantas de arroz resistentes
TU Graz identifica la bacteria que protege a las plantas de arroz de las enfermedades
Gracias a sus conocimientos microbianos, los investigadores del Instituto de Biotecnología Ambiental pudieron demostrar cómo una bacteria específica de las semillas de las plantas de arroz inhibe eficazmente los patógenos vegetales destructivos de manera respetuosa con el medio ambiente.
Photo by Pierre Bamin on Unsplash
El arroz es el alimento básico para cerca de la mitad de la población mundial. El cultivo de la planta de arroz es muy intensivo en agua y, según Welthungerhilfe, alrededor del 15 por ciento se cultiva en zonas con alto riesgo de sequía. Por lo tanto, el creciente calentamiento global se está volviendo cada vez más problemático para el cultivo de arroz y está llevando cada vez más a menudo a bajas cosechas y a crisis de hambre. Las malas cosechas debidas a los patógenos de las plantas agravan aún más la situación. La agricultura convencional trata de contrarrestar esto con plaguicidas, que se utilizan principalmente como precaución en el cultivo de arroz. Las variedades de plantas resistentes son la única alternativa a estos agentes nocivos para el medio ambiente, y actualmente sólo tienen un éxito moderado. Si las plantas son resistentes a un patógeno gracias a su cultivo, suelen ser más susceptibles a otros patógenos o son menos robustas en condiciones ambientales adversas.
La bacteria lleva a la resistencia de los patógenos
Por ello, un grupo de investigación internacional con la participación del Instituto de Biotecnología Ambiental de la Universidad Tecnológica de Graz estudia desde hace algún tiempo el microbioma de las semillas de la planta de arroz a fin de establecer correlaciones entre la sanidad vegetal y la presencia de determinados microorganismos. El grupo ha logrado ahora un importante avance: identificaron una bacteria en el interior de la semilla que puede conducir a una resistencia completa a un patógeno específico y que se transmite naturalmente de una generación de plantas a otra. Los resultados, publicados en la revista Nature Plants , proporcionan una base completamente nueva para diseñar plaguicidas biológicos y reducir además las biotoxinas producidas por los patógenos de las plantas.
El microbioma del arroz
En el cultivo convencional de arroz en la provincia china de Zhejiang se ha observado que la resistencia al fitopatógeno Burkholderia plantarii aparece a veces en un genotipo de plantas de arroz (cultivar Zhongzao 39). Este patógeno causa pérdidas de cosechas y también produce una biotoxina que puede provocar daños en los órganos y tumores en los seres humanos y animales expuestos de forma persistente. "Hasta ahora, la resistencia aislada de las plantas de arroz a este patógeno no podía explicarse", dice Tomislav Cernava del Instituto de Biotecnología Ambiental de la Universidad Técnica de Graz. Junto con la luminaria de la investigación de los microbiomas y el director del instituto Gabriele Berg y su colega Peter Kusstatscher, Cernava ha investigado por lo tanto el microbioma de las semillas de arroz de diferentes regiones en detalle como parte de una cooperación con las universidades chinas de Zhejiang (Hangzhou) y Nanjing y con la Universidad japonesa de Hokkaido en Sapporo.
La composición bacteriana como factor decisivo
Los científicos descubrieron que las plantas resistentes tienen una composición bacteriana diferente en el interior de las semillas que las plantas susceptibles de sufrir enfermedades. En particular, el género bacteriano Sphingomonas se encontró con mucha más frecuencia en semillas resistentes. Por lo tanto, los investigadores aislaron las bacterias de este género de las semillas e identificaron la bacteria Sphingomonas melonis como portadora del efecto. Esta bacteria produce un ácido orgánico (ácido antranílico) que paraliza el patógeno, haciéndolo inofensivo. "Esto también funciona cuando la Sphingomonas melonis aislada se aplica a las plantas de arroz no resistentes. Esto los hace automáticamente resistentes al patógeno vegetal Burkholderia plantarii ", explica Tomislav Cernava. Además, la bacteria se establece en ciertos genotipos de arroz y luego se transmite naturalmente de una generación de plantas a la siguiente. "El potencial de este hallazgo es enorme. En el futuro, podremos recurrir a esta estrategia para reducir los plaguicidas en la agricultura y al mismo tiempo lograr buenos rendimientos de las cosechas", subraya Cernava.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Alemán se puede encontrar aquí.
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