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Cómo detectan las plantas los microbios

Unos investigadores europeos han descubierto genes vegetales que favorecen el crecimiento de microbios beneficiosos en las raíces a la vez que protegen a las plantas frente a microbios patógenos. Aprovechando estas estrategias se podría mejorar la nutrición de las plantas y la prevención de enfermedades.
Cómo detectan las plantas los microbios
Las raíces de las plantas son colonizadas por microbios beneficiosos y perjudiciales. Por ejemplo, los hongos simbiontes benefician a las plantas ayudándolas a adquirir nutrientes del suelo, mientras que los hongos patógenos dañan a las plantas provocando enfermedades.

Esta situación crea un dilema por el que las plantas deben permitir que los hongos simbiontes se propaguen y colonicen sus raíces, a la vez que tienen que evitar que los hongos patógenos causen daños. Por tanto, el proyecto financiado por la Unión Europea SYMUNITY (Function of SymRK, a key protein for microbial accommodation in plants roots) se inició con el objetivo de estudiar cómo detectan las plantas la diferencia entre hongos patógenos y beneficiosos.

Los investigadores se centraron en el estudio del gen que codifica para el receptor proteico SymRK, que actúa en las primeras etapas del proceso de colonización radicular para detectar y permitir el crecimiento de hongos y bacterias simbiontes beneficiosos. Recientemente, otros investigadores descubrieron que este gen también afecta a la respuesta frente a patógenos radiculares.

Plantas mutantes deficientes para la síntesis del receptor proteico SymRK ya no pueden albergar hongos simbiontes. Curiosamente, estas respondieron de manera más fuerte a la especie de hongo patógeno Phytophtora palmivora. Esto sugiere que la proteína SymRK desempeña un papel en la modulación de la respuesta inmune vegetal frente a patógenos, a la vez que favorece la interacción entre hongos simbiontes y las raíces de las plantas.

Los investigadores de SYMUNITY combinaron técnicas microscópicas, bioquímicas y de biología molecular en aras de comprender cómo controla el receptor proteico SymRK este proceso. Para ello, se desarrolló un grupo de plantas que no podían sintetizar la proteína SymRK y otro grupo de plantas que producían en exceso esta proteína. Seguidamente, todas las plantas fueron expuestas al patógeno P. palmivora y se examinó la respuesta de las plantas a nivel microscópico y genético.

Los resultados sugieren que el receptor proteico SymRK recibe señales químicas tanto de las rutas de señalización inmune como de las rutas de señalización de la interacción simbiótica e integra ambos estímulos para garantizar una respuesta apropiada de las células. Algunos de estos compuestos químicos son liberados por las esporas de microorganismos patógenos filamentosos, lo que desencadena una respuesta inmune regulada probablemente por SymRK.

Aprovechar la capacidad natural de las plantas para defenderse de patógenos mientras se favorece el crecimiento mediante su asociación con microbios beneficiosos podría reducir la dependencia del uso de plaguicidas y fertilizantes químicos perjudiciales para el medio ambiente.

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Palabras clave

Plantas, microbios, patógenos, raíces vegetales, hongos simbiontes, hongos patógenos, SymRK
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