El microbioma de la rizosfera puede dar forma y controlar sistémicamente la exudación de la raíz

Las raíces son órganos de plantas, que típicamente absorben agua y minerales del suelo. Es menos conocido que las raíces también secretan metabolitos, los llamados exudados de la raíz, que impactan las propiedades del suelo directamente alrededor de la raíz. Esta fina capa de suelo se llama rizosfera y alberga una rica diversidad microbiana, la microbiota de la raíz. Al producir ciertos exudados, las plantas se comunican y gobiernan la vida microbiana dentro de su rizosfera para su propio beneficio. Ahora, Los investigadores han descubierto que este no es un proceso unidireccional. Mientras investigaba las plantas de tomate, encontraron que la microbiota también puede moldear y controlar sistémicamente la exudación de la raíz.

Al pensar en hotspots ecológicos, las raíces y la tierra que las rodea puede que no se le ocurran de inmediato. Sin embargo, precisamente esta región, la rizosfera, es considerado como uno de los ecosistemas más complejos que se encuentran en la tierra. Alberga una comunidad microbiótica diversa, incluyendo numerosas bacterias, hongos y arqueas, prosperando en un entorno rico en compuestos bioquímicos, que exudan las raíces de las plantas en el centro de la rizosfera.

Las plantas gobiernan la microbiota de la rizosfera y dan forma a las propiedades físicas y químicas del suelo a través de los exudados de sus raíces. Al mismo tiempo, Es bien sabido que las raíces detectan cambios en la rizosfera y desencadenan respuestas sistémicas para defenderse de los patógenos o adaptarse a los cambios en la disponibilidad de nutrientes. Sin embargo, Todavía quedan muchas preguntas abiertas sobre la dinámica y el impacto de la microbiota en la raíz misma, y no estaba claro como o si en absoluto, la microbiota de la rizosfera afecta la exudación de las raíces. Un equipo de investigación internacional dirigido por la Dra. Elisa Korenblum, un científico del Instituto de Ciencias Weizmann en Israel en colaboración con el Dr. Jedrzej Szymanski del Instituto Leibniz IPK en Gatersleben, recientemente asumió esta pregunta mientras investigaba las raíces de las plantas de tomate.

La Dra. Korenblum y su equipo llevaron a cabo y analizaron una serie de experimentos de raíz dividida, donde la mitad de las raíces de cada planta estuvo expuesta a un suelo rico en microbiomas, y la otra mitad se cultivó en condiciones ambientales estériles y bioquímicamente. Esto les permitió investigar el efecto de diferentes comunidades microbianas en el sistema de raíces local, así como los cambios sistémicos en las raíces distantes en previsión de la presencia de nuevos microorganismos. Dr. Szymanski, jefe del grupo de Análisis y Modelado de Redes, rastreó la compleja red de señales bioquímicas y de expresión génica que controlan esta comunicación microbioma-raíz y su propagación desde el lugar de origen hasta raíces distantes. De este modo, descubrieron que el microbioma de la rizosfera del tomate puede afectar directamente la composición química de las raíces y los exudados de las raíces a través de un mecanismo de señalización sistémica de raíz a raíz. Por ejemplo, bacterias del género Bacillus utilizan este proceso, que los científicos denominaron exudación radicular de metabolitos inducida sistémicamente (SIREM), para desencadenar la secreción de azúcares acílicos en todo el sistema radicular.

El descubrimiento de SIREM es un primer paso para desenredar la red reguladora que abarca la compleja relación raíz-microbiana de la planta. Es probable que el proceso SIREM sea una característica clave de las interacciones raíz-microbiota dentro de la rizosfera, y que la exudación de la raíz sistémica reprogramada por microbioma promueve el acondicionamiento del suelo. Aún no se ha determinado el alcance exacto de la función reguladora y la incidencia del SIREM.

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