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INTERACTIONS OF ROOT PHENOTYPES AND ROOT MICROBIOME IN MAIZE UNDER NITROGEN LIMITING CONDITIONS

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Microbiomas radiculares: clave para la agricultura sostenible

La interacción entre los tipos radiculares y las comunidades microbianas edáficas puede tener un impacto en la supervivencia y el crecimiento de las plantas. Comprender esta interacción podría conducir a una agricultura más sostenible y eficiente.

Alimentos y recursos naturales

Las raíces, que extraen nutrientes y agua del suelo, son fundamentales para el crecimiento y la supervivencia de las plantas, por lo que se ha comparado el papel del microbioma radicular —los virus, las bacterias, los hongos y demás organismos del suelo que interactúan específicamente con las raíces— con el del microbioma intestinal en los animales. «Los microorganismos del suelo son un recurso importante en la agricultura», afirma la beneficiaria de una beca de investigación individual Marie Skłodowska-Curie durante el proyecto ROOTPHENOBIOME, Tania Galindo de ETH-Zurich (Suiza). «Saber más sobre su biología nos permitiría utilizarlos para mejorar la nutrición, sanidad y resiliencia vegetal ante las sequías». Al mismo tiempo, la estructura y anatomía de tipos radiculares concretos influirían en el desarrollo de un microbioma. El fitomejoramiento de las características de las raíces se ha convertido en un campo de investigación importante que atrae un interés cada vez mayor por parte de la industria. «Mientras realizaba mi doctorado en los Estados Unidos, descubrí que estos dos campos eran complementarios», explica Galindo. «Mi hipótesis es que las sinergias entre las características de las raíces y los microorganismos podrían utilizarse para superar determinados desafíos de la agricultura moderna. Creo que es un campo con mucho potencial y quería contribuir a que se comprenda mejor esta sinergia».

Comprender los microbiomas radiculares

El objetivo principal de ROOTPHENOBIOME, emprendido con el respaldo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie, era encontrar esos vínculos entre las características de las raíces y la composición y función de la comunidad microbiana. Galindo también quería ver cómo podían interactuar la estructura y el microbioma radiculares con niveles bajos de nitrógeno. Esto podría dar lugar a la identificación y la mejora genética de cultivos con mayor rendimiento. Para ello, Galindo y su equipo plantaron maíz en mesocosmos, utilizando suelos con composiciones y niveles de nitrógeno diferentes, lo que les permitió analizar y describir detenidamente el microbioma radicular. Las líneas de maíz con arquitecturas y anatomías radiculares diferentes se cultivaron a continuación con poco nitrógeno. «Con esto, queríamos identificar asociaciones entre el microbioma radicular y la respuesta de la planta ante una fertilización alta y baja de nitrógeno», añade Galindo.

Fitomejoramiento avanzado

El equipo del proyecto logró encontrar vínculos significativos entre las bacterias y características arquitectónicas de las raíces con niveles bajos de nitrógeno. Esto podría abrir la puerta a la selección de microbiomas que otorguen una mejor tolerancia a niveles bajos de nitrógeno, o que puedan utilizarse combinados con tipos radiculares concretos para mejorar la absorción de nitrógeno. «Nuestros resultados podrían ser utilizados por fitogenetistas que buscan marcadores genéticos de plantas vinculados a la atracción de microbiomas», señala Galindo. «Nuestro sistema experimental podría ponerse en marcha con facilidad en cualquier laboratorio del mundo para estudiar sus propias plantas. Esperamos inspirar más investigaciones sobre las interacciones entre la arquitectura y la anatomía de las raíces». En los próximos años, probablemente se lleven a cabo experimentos para diseñar microbiomas radiculares en plantas con fenotipos arquitectónicos y anatómicos radiculares seleccionados. Mientras tanto, Galindo y su equipo pretenden concienciar a los agricultores, las industrias agrícolas y el público general sobre la importancia de las raíces y los microorganismos. «Estos son recursos valiosos para desarrollar plantas óptimas que atraigan a las mejores comunidades microbianas para una agricultura sostenible», comenta. «Espero que nuestros hallazgos colaboren en última instancia en el diseño de inoculantes microbianos para semillas de fenotipos radiculares concretos. Esto las ayudará a atraer comunidades microbianas sinérgicas en los campos de cultivo, con capacidades mejoradas de obtención de recursos del suelo».

Palabras clave

ROOTPHENOBIOME, suelo, microbiano, agricultura, raíz, microbiomas, sostenible

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