Del CONICET al campo: un descubrimiento científico podría ayudar a los cultivos a enfrentar la falta de agua
Un equipo internacional de científicos, con participación de investigadores del CONICET, descubrió cómo una bacteria que vive en el interior de las raíces puede mejorar la capacidad de las plantas para enfrentar la falta de agua. El hallazgo abre una posible vía para desarrollar bioinsumos de bajo costo y menor impacto ambiental destinados a cultivos expuestos a condiciones de sequía.
La investigación fue publicada en Nature Plants y contó con la participación de científicos del Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires (IIBBA, CONICET-FIL), junto con especialistas de otros países.
Las plantas mantienen una relación permanente con numerosos microorganismos que viven alrededor o dentro de sus raíces. En los últimos años, diferentes investigaciones demostraron que algunas de estas asociaciones pueden influir directamente sobre el crecimiento y la supervivencia vegetal frente a situaciones adversas.
Sin embargo, todavía se conoce relativamente poco sobre los mecanismos moleculares que explican esos beneficios. El nuevo estudio permitió identificar cómo una bacteria denominada Flavobacterium sp. 98 (Flavo98) favorece la tolerancia al estrés hídrico.
Una ayuda microscópica para conseguir más agua
Utilizando como modelo experimental a la planta Arabidopsis thaliana, el equipo encabezado por la investigadora Salma Balazadeh, de la Universidad de Gotinga, Alemania, comprobó que Flavo98 puede colonizar los tejidos internos de las raíces, incluida su región vascular.
Pero el aspecto central del descubrimiento es que la presencia de la bacteria favorece el desarrollo de raíces laterales y pelos radicales incluso cuando existe escasez de agua.
Los pelos radicales son pequeñas prolongaciones formadas por una sola célula que aumentan considerablemente la superficie de contacto de la raíz con el suelo. Esto permite que la planta tenga mayor capacidad para absorber 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”, explicó 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.
Los científicos también lograron identificar qué sucede a nivel molecular. Flavo98 aumenta la presencia de la hormona etileno, que activa un mecanismo de señalización denominado ERF115/114–CEP5, encargado de impulsar el crecimiento de los pelos radicales.
La participación argentina fue especialmente relevante en este punto. Estevez y la científica de la FIL Victoria Berdion Gabarain aportaron su experiencia en biología de los pelos radicales para vincular la acción de la bacteria con los mecanismos internos de las plantas.
Un posible impacto sobre cultivos de importancia económica
Uno de los aspectos más relevantes del trabajo es que el efecto beneficioso no se limita a una única especie vegetal. Los investigadores observaron resultados en cultivos como trigo, tomate, colza y camelina, lo que amplía su potencial aplicación agrícola.
La sequía constituye una de las principales amenazas para la producción agropecuaria mundial y los escenarios climáticos proyectan eventos más frecuentes y severos durante las próximas décadas. Por eso, encontrar mecanismos que permitan sostener la productividad con menor disponibilidad de agua se convirtió en una prioridad científica y productiva.
En ese escenario, Flavo98 podría convertirse en la base de un bioinsumo de bajo costo y baja huella ambiental aplicado directamente sobre las raíces.
Según Estevez, además de contribuir a conservar el rendimiento de las semillas después de períodos de sequía, la bacteria no mostró penalizaciones productivas cuando las plantas crecieron en condiciones óptimas. También sería compatible con otros microorganismos benéficos.
Otro punto de interés es que el aumento de pelos radicales y raíces laterales podría mejorar la captación de nutrientes y eventualmente contribuir a reducir la necesidad de fertilizantes.
El mecanismo identificado también abre otra posibilidad. Como el módulo ERF–CEP se encuentra conservado en numerosas especies vegetales, los investigadores consideran que podría convertirse en un objetivo para programas de mejoramiento vegetal o edición génica.
Del laboratorio al campo
A pesar del potencial del descubrimiento, los investigadores advierten que todavía existe una etapa fundamental antes de pensar en una utilización agrícola a gran escala.
Los resultados fueron obtenidos hasta ahora bajo condiciones controladas, por lo que será necesario comprobar el comportamiento de la bacteria en diferentes tipos de suelo y condiciones climáticas.
También deberán identificarse las señales químicas producidas por Flavo98 y analizar cómo interactúa con las complejas comunidades de microorganismos que existen naturalmente alrededor de las raíces.
Esos estudios serán determinantes para establecer si el mecanismo descubierto puede transformarse efectivamente en una herramienta biotecnológica para desarrollar cultivos más resistentes a la sequía y producir alimentos utilizando el agua de manera más eficiente.
