En los entornos naturales y en las tierras de cultivo, las plantas mantienen una relación íntima con microorganismos que viven alrededor o dentro de sus raíces. Un creciente número de estudios ha demostrado el profundo impacto de estos microorganismos en el crecimiento, el desarrollo y la supervivencia vegetal bajo condiciones adversas, como la sequía. Sin embargo, la mayoría de los mecanismos genéticos y moleculares detrás de esa “alianza” vital permanecían desconocidos.
Ahora, un consorcio internacional del que participaron investigadores del CONICET en el Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires (IIBBA, CONICET-FIL) descubrió cómo la bacteria Flavobacterium sp. 98 (Flavo98) —un endófito que habita en el interior de las raíces— mejora la tolerancia al estrés hídrico en varias especies vegetales, incluyendo cultivos de importancia económica como el trigo, el tomate y la colza (y también camelina). El hallazgo, publicado en la revista Nature Plants, podría facilitar el desarrollo de bioinsumos de bajo costo en un contexto en el que se prevé una mayor frecuencia e intensidad de sequías.
Flavo98 pertenece a un género conocido principalmente por causar enfermedades en peces de agua dulce, aunque otros miembros de la familia se han revelado como “ayudas ocultas” para las plantas. El equipo, liderado por la investigadora Salma Balazadeh de la Universidad de Gotinga (Alemania), usó como modelo la planta Arabidopsis thaliana. Comprobaron que la bacteria coloniza los tejidos internos de la raíz, incluyendo la región vascular, y estimula el desarrollo de raíces laterales y de pelos radicales incluso durante el estrés hídrico.
Las raíces laterales son órganos multicelulares complejos que crecen a partir de la raíz principal, mientras que los pelos radicales son diminutas prolongaciones unicelulares que aumentan la superficie de contacto para absorber más agua y nutrientes. “La bacteria estimula su formación y elongación y vimos que, incluso, mantiene ese beneficio cuando hay baja disponibilidad de agua, justo cuando las plantas normalmente apagan el desarrollo de estos pelos”, explica José Manuel Estevez, investigador del CONICET en el IIBBA, jefe del Laboratorio de Bases Moleculares del Desarrollo Vegetal de la Fundación Instituto Leloir (FIL) y coautor del trabajo.
A nivel molecular, Flavo98 eleva la presencia de la hormona etileno, que activa un mecanismo de señalización conocido como el módulo ERF115/114–CEP5. Este módulo dirige el crecimiento de los pelos radicales. Los factores de transcripción ERF115 y ERF114 (expresados en el estela de la raíz) inducen la expresión del péptido señalizador CEP5, que media el desarrollo de los pelos radicales, especialmente bajo condiciones de baja disponibilidad de agua. Estevez y la científica de la FIL Victoria Berdion Gabarain fueron piezas centrales en el estudio: su experiencia en la biología de los pelos radicales resultó decisiva para conectar la acción de la bacteria con los mecanismos propios de la planta.
La sequía es una de las mayores amenazas ambientales para la producción agrícola y la seguridad alimentaria. Se estima que triplicará la reducción en la producción vegetal media mundial para el último cuarto de este siglo (2075-2099) en comparación con el período 1850-1999. “Esto intensificará aún más la crisis alimentaria mundial, especialmente en los países en desarrollo. Por lo tanto, encontrar maneras de mantener (o aumentar) la productividad de los cultivos en zonas áridas se ha vuelto más urgente que nunca”, enfatizan los autores.
“Flavo98 podría usarse como bioinsumo de bajo costo y baja huella ambiental, aplicado a la raíz. Su efecto, que aparece en cultivos tan diversos como trigo, tomate, colza o camelina, ayuda a conservar el rendimiento de las semillas tras la sequía. Además, no tiene penalidades en la producción vegetal en condiciones óptimas, es compatible con otras bacterias benéficas (formulaciones que suman tolerancia a sequía y sanidad vegetal) y, al estimular la formación de más pelos radicales y raíces laterales, mejora la captación de agua y nutrientes, con potencial para reducir el uso de fertilizantes”, asegura Estevez.
Como el módulo ERF–CEP está conservado en muchas plantas, también ofrece un blanco para mejoramiento o edición génica.
