Investigadores han identificado microorganismos capaces de mejorar el crecimiento radicular y la absorción de nitrógeno en las plantas. Los resultados apuntan a nuevas estrategias de gestión nutricional con el potencial de reducir la dependencia de fertilizantes nitrogenados. Este avance se deriva de estudios realizados por la Universidad Técnica de Múnich y un consorcio internacional, que incluyen experimentos de campo y análisis genéticos a gran escala.
El descubrimiento central involucra bacterias del género EsfingopyxisLos ensayos iniciales con canola indican que estos microorganismos estimulan el desarrollo del sistema radicular, incluso en suelos con un aporte limitado de nitrógeno. El efecto se traduce en una mayor capacidad de absorción de nutrientes por parte de las plantas, sin estar asociada a la fijación biológica clásica del nitrógeno atmosférico.
Los investigadores analizaron las interacciones planta-microorganismo a nivel genético, metabólico y fisiológico. El enfoque integró datos del genoma, el transcriptoma radicular y el microbioma de la rizosfera. El conjunto de datos incluyó más de mil muestras pareadas, recolectadas en dos entornos agrícolas contrastantes. El enfoque se centró en la canola.
Los resultados muestran que aproximadamente el 45% de la variación natural en la absorción de nitrógeno se explica por la combinación de la genética de la planta hospedante y las características del microbioma asociado a las raíces. Estos datos refuerzan la idea de que la planta modula activamente la comunidad microbiana del suelo, adaptándola a sus necesidades nutricionales a lo largo de su ciclo.
El análisis identificó 203 variantes bacterianas fuertemente influenciadas por el genotipo de la planta. Muchas de estas variantes muestran una asociación directa con los niveles de nitrógeno en los tejidos. Entre ellas, Esfingopyxis Se destacó por la recurrencia e intensidad de su interacción con genes relacionados con el metabolismo del carbono y nitrógeno.
Los experimentos de inoculación confirmaron el papel funcional de estas bacterias. Las plantas tratadas con aislados de Esfingopyxis Presentaron una mayor densidad de raíces laterales. Este efecto se observó tanto en condiciones adecuadas como con restricción de nitrógeno. El aumento del área radicular amplió el contacto con el suelo y favoreció la absorción de los nutrientes disponibles.
Los datos indican que el mecanismo no implica la fijación directa del nitrógeno atmosférico. Pruebas en medios sin nitrógeno confirmaron la incapacidad de la bacteria para crecer en estas condiciones. La acción se produce indirectamente, mediante la modulación del desarrollo radicular y el metabolismo hormonal de la planta.
Los análisis metabolómicos y las pruebas de laboratorio han demostrado que Esfingopyxis Produce compuestos asociados con la biosíntesis de auxinas. Estas hormonas regulan la formación de raíces laterales y la elongación celular. La mayor ramificación radicular observada en los experimentos concuerda con este mecanismo fisiológico.
El estudio también evaluó la interacción de las bacterias con consorcios microbianos. Incluso cuando se aplica junto con otras especies de la rizosfera, Esfingopyxis Se mantuvo el efecto positivo sobre la biomasa aérea, la masa radicular y la acumulación de nitrógeno. El resultado sugiere compatibilidad con las comunidades naturales del suelo agrícola.
Otro punto relevante se refiere al control genético que ejerce la planta sobre la colonización bacteriana. Los genes específicos de la canola han mostrado una relación directa con la presencia y actividad de Esfingopyxis En las raíces. En plantas con mutaciones en estos genes, el efecto positivo de la inoculación desapareció. Este hallazgo refuerza la idea de la corregulación entre la planta y el microorganismo.
Los investigadores trabajan actualmente en el desarrollo de mezclas probióticas para plantas. La propuesta consiste en combinar diferentes microorganismos beneficiosos capaces de actuar de forma complementaria en la absorción y utilización de nutrientes. La estrategia incluye la selección de genotipos de plantas con mayor capacidad para reclutar microbiomas eficientes.
Más información en doi.org/10.1038/s41477-025-02210-7
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