BEIJING, 3 feb (Xinhua) -- Científicos de la metrópolis china de Shanghai han desentrañado cómo las plantas distinguen entre microbios beneficiosos y dañinos en el suelo a un nivel molecular, lo que podría tener un impacto significativo en la agricultura ecológica y la seguridad alimentaria mundial, informó el periódico China Daily.
Las plantas albergan una variedad de microorganismos en sus sistemas radiculares. Si bien los hongos simbióticos establecen relaciones mutuamente beneficiosas con las plantas y ayudan a absorber nutrientes esenciales del suelo, los patógenos agotan estos nutrientes, lo que reduce el rendimiento de los cultivos y la muerte de las plantas.
Al comprender cómo las plantas diferencian entre "amigos" y "enemigos", los investigadores buscan desarrollar métodos de cultivo que reduzcan la necesidad de fertilizantes dañinos para el medio ambiente, mantengan los rendimientos y mejoren la resiliencia.
Los investigadores del Centro de Excelencia en Ciencias Moleculares de las Plantas de la Academia de Ciencias de China en Shanghai identificaron las quinasas del receptor LysM en las membranas de las células vegetales como clave en la detección de señales moleculares de los microbios. Estas señales desencadenan respuestas simbióticas o inmunitarias.
Los hallazgos del equipo, publicados en revistas internacionales entre 2015 y 2024, han arrojado luz sobre este complejo mecanismo.
Sin embargo, la abundancia de quinasas receptoras de LysM en las plantas con flores y sus funciones superpuestas hacen más complicada la comprensión de cómo las plantas distinguen con precisión entre los diferentes microbios.
Para abordar esta problemática, los científicos recurrieron a Marchantia paleacea, una planta terrestre temprana con un genoma más simple y menos receptores LysM, lo que la convierte en un modelo ideal para su estudio.
La investigación identificó dos quinasas receptoras de LysM en la Marchantia paleacea, MpaLYR y Mpa-CERK1, que actúan como sensores para distinguir entre microbios simbióticos y patógenos y activar respuestas distintas.
En condiciones de bajo contenido de fósforo, los investigadores encontraron que las plantas liberan una hormona que hace que los hongos simbióticos secreten grandes cantidades de oligómeros de quitina de cadena corta. Estas moléculas son reconocidas por MpaLYR, desencadenando respuestas simbióticas al tiempo que inhiben las respuestas inmunitarias a los oligómeros de quitina de cadena larga de hongos patógenos.
"Este proceso es como si un maestro pasara lista en un salón de clases", explicó Wang Ertao, investigador en jefe del equipo. "Solo los hongos simbióticos responden a la hormona y liberan señales simbióticas, atrayéndolas a la planta para ayudar en la absorción de agua y nutrientes como el fósforo y el nitrógeno", detalló.
Este equilibrio dinámico entre simbiosis e inmunidad permite a las plantas adaptarse a diversos entornos, adquirir nutrientes a través de la simbiosis y mantener defensas efectivas contra patógenos.
Los hallazgos, publicados en enero en el sitio web de la revista Cell, abren nuevas posibilidades para mejorar la eficiencia del crecimiento de los cultivos. Los científicos ahora pueden mejorar la secreción de estrigolactonas (la hormona) de las plantas para atraer hongos simbióticos y evitar los patógenos, indicó Wang. ■
