La uva de vino (Vitis vinifera (L.)) es de gran importancia para Chile, uno de los principales países productores de vino. Este cultivo suele ser muy sensible a los cambios de las condiciones climáticas y a las prácticas agronómicas, por lo que su futuro, en el actual y próximo escenario de cambio climático, depende de las herramientas que le permitan sobrellevar dichos cambios de mejor manera.
La disminución de agua disponible para riego agrícola, el aumento de la temperatura y el estrés hídrico extremo, así como el aumento de plagas y enfermedades que se puedan intensificar con la nueva realidad climática, ponen en jaque la viabilidad de la vid. El estrés interfiere en el desarrollo de las plantas, limitando la absorción de agua y nutrientes, y alterando procesos bioquímicos y fisiológicos claves como la fotosíntesis y la respiración.
Es por esto que, dentro de las estrategias para mitigar estos estreses, asoma el uso de bioestimulantes, específicamente, la inoculación con hongos micorrícicos arbusculares (HMA). Un grupo de investigadores, encabezados por la Dra. Paula Aguilera, investigadora de la Universidad Católica de Temuco, Departamento de Ciencias Agropecuarias y Acuícolas, Facultad de Recursos Naturales y CEO de Myconativa, realizó una revisión bibliográfica sobre la aplicación de estos hongos como una herramienta biotecnológica y sostenible en los viñedos del país.
“Con esto buscamos hacer una revisión del actual escenario de cambio climático en el que se encuentran los viñedos de nuestro país”, explica la Dra. Aguilera sobre un trabajo que unió a investigadores de diferentes instituciones. “Esta revisión es muy importante para nosotros porque fue realizada en conjunto con la Universidad Católica de Temuco, la Universidad Católica del Maule, y la Universidad Católica de Valparaíso. También pedimos colaboración a la Universidad de Pisa, en Italia, donde invitamos a la Dra. Alessandra Turrini a participar de este trabajo. Para este artículo también contamos con la colaboración del Centro de Investigación e Innovación de Viña Concha y Toro”.
LA ASOCIACIÓN MICORRÍCICA MÁS COMÚN
Se estima que los hongos micorrícicos arbusculares (HMA) forman asociaciones simbióticas con más del 90% de las plantas vasculares, posicionándose como la asociación micorrícica más común.
Esta simbiosis trae beneficios tanto para la planta como para el hongo; los HMA colonizan las raíces formando hifas, vesículas, arbúsculos y esporas. Estos últimos corresponden a estructuras donde se genera el intercambio bidireccional de compuestos solubles, y donde los nutrientes se transfieren del hongo a la planta, mientras que los compuestos de carbono pasan de la planta al hongo, contribuyendo a mitigar el calentamiento global.
Estudios han demostrado que la baja disponibilidad de agua no compromete negativamente la simbiosis de HMA. Además, existe una relación proporcional entre el estado hídrico de la planta y el hongo; generalmente un menor estado hídrico genera una mayor colonización, lo que devela el potencial de estos hongos en situaciones de escasez hídrica.
AUMENTO DE LA TOLERANCIA AL ESTRÉS ABIÓTICO
Los hongos micorrícicos arbusculares generan algunas controversias entre los investigadores, principalmente cuando se habla de determinados factores que les afectan negativamente, como es el caso del aumento de las temperaturas. Mientras algunos investigadores relacionan este factor con un aumento de la abundancia de micorrizas, otros señalan que provoca una disminución de los niveles de colonización.
Lo que sí está demostrado es que al reducirse la humedad del suelo, se estimula la colonización micorrícica, implicando una relación directa entre la disponibilidad de agua en la vid y los hongos micorrícicos. Se ha demostrado que esta relación aumenta la tolerancia de la planta a las condiciones de sequía, lo que sugiere que los HMA representan una herramienta adecuada para que la vid haga frente a los efectos del cambio climático.
Sin embargo, todavía existen dudas en relación a los niveles de micorrización para hacer frente a aumentos de temperatura acompañados de disminuciones en la disponibilidad de agua. En general, la micorrización influye en la planta a nivel hormonal, fisiológico y, por tanto, metabólico, aumentando el rendimiento de la uva y mejorando la eficiencia en el uso del agua. También juega un rol en la regulación de la ecología y estabilidad de la rizosfera. En consecuencia, se espera que los HMA se utilicen cada vez más en la agricultura sostenible para contrastar la deficiencia en la disponibilidad de agua y aumentar la fertilidad del suelo.
Como las raíces de la vid son principalmente leñosas y gruesas, la absorción de agua en zonas con déficit hídrico se vuelve compleja. Se ha observado que la inoculación con HMA promueve el desarrollo del sistema radicular de la vid, con raíces más largas y más raíces secundarias. Además, favorece la salud de la planta, con una menor incidencia de enfermedades que las plantas no inoculadas.
Además, las hifas pueden absorber y transportar una mayor cantidad de agua que la absorbida por las raíces. Las vides inoculadas con HMA presentan mayores niveles de potencial hídrico y conductancia estomática en las hojas que las no micorrizadas en las mismas condiciones de estrés por sequía, y muestran efectos beneficiosos sobre la asimilación de CO2, mejorando y regulando el uso del agua y aumentando la tasa fotosintética.
HMA COMO BIOPROTECTORES EN VID CHILENA
Los efectos nocivos de los pesticidas sobre el medio ambiente y la salud humana han obligado a retirar varios productos químicos del mercado. A esto se suma que los patógenos cada vez presentan mayor resistencia al uso de estos productos, por lo que el uso de HMA ha ganado importancia en el ámbito de la bioprotección.
Varios estudios reportan que los manejos que consideran fertilizantes y plaguicidas químicos influyen en el porcentaje de colonización y diversidad de HMA en las vides, producto de la alteración del pH del suelo o del micelio.
Dentro de la rizosfera se dan una serie de condiciones ambientales para muchos microorganismos de diferente origen biológico, así como diferentes roles ecológicos. Para infectar una raíz, los patógenos deben competir con el resto de la microbiota presente en el suelo por un espacio en la rizosfera y por los nutrientes de la planta.
Como se puede observar en la figura 1, la aplicación de bioinoculantes promueve un mayor crecimiento de la planta de vid por dos mecanismos: directamente, mediante una mayor absorción de nutrientes y agua a través de las hifas, e indirectamente, influyendo en la síntesis y regulación de hormonas y otros compuestos, como los compuestos orgánicos volátiles (COV), cuyas funciones principales son repeler o atraer depredadores de insectos y nematodos que dañan la planta.
Si bien la habilidad de repeler o tolerar patógenos dependerá de la especie del hongo, la aplicación de HMA previo a la infección por nematodos no solo controla la población de estos patógenos y los síntomas que causan, sino que también aumenta el peso promedio de los frutos y el crecimiento de la planta.
El aumento de la resistencia frente a patógenos que desarrollan las plantas micorrizadas se conoce como resistencia inducida por micorrizas (MIR), la cuál es efectiva contra patógenos del suelo como insectos que atacan las raíces y hongos foliares, generando respuestas de defensa locales y sistémicas. Lo anterior evidencia que, aunque la asociación simbiótica se origina en las raíces, los efectos se desencadenan en toda la planta.
Los HMA promueven y mejoran las defensas ya establecidas por las plantas. Uno de los mecanismos más conocidos es el aumento de la concentración de ácido jasmónico (AJ) en las raíces de las plantas, que se produce cuando comienza la infección por HMA en las células corticales, ya que el AJ es una hormona que facilita la colonización y está estrechamente relacionada con la resistencia sistémica inducida (RSI).
La Dra. Aguilera explica que el review se enmarca dentro de un proyecto Fondecyt (Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico), que se encuentra en su tercer año de los cuatro de ejecución. “Lo tenemos acá en el sur de Chile, donde estamos probando además cómo se comportan algunas plantas de vid en estos suelos que son muy distintos a la zona central y norte. Estamos incorporando la condición de suelo de la zona sur con inóculos de hongos micorrícicos arbusculares de viñedos que están adaptados a la zona central, y también inóculos de la zona sur, que es donde en el futuro se irán desplazando las vides y van a tener que ir adaptándose a esas condiciones”.
HMA COMO HERRAMIENTA BIOTECNOLÓGICA EN VIÑEDOS
Como gran parte de las plantas terrestres, en condiciones de campo V. vinifera suele estar colonizada por HMA. Sin embargo, existen diferencias en la biodiversidad de estos microorganismos, dependiendo de las propiedades del suelo y de las prácticas agrícolas aplicadas. La mayor diversidad y abundancia de HMA se observó en pruebas realizadas en sistemas agroecológicos de viñedos chilenos.
Dichos análisis demostraron que los HMA entregan diversos beneficios a las vides, como una mayor tasa de supervivencia ex vitro en plantas micropropagadas, y una mayor tolerancia al estrés por déficit hídrico. Con prácticas de agricultura sostenible, se pueden potenciar los beneficios de los HMA y desarrollar viñedos resistentes a distintos factores de estrés, incluido el cambio climático.
El equipo de investigadores destaca la importancia de la selección de la especie de HMA que se usará como inóculo. Como la mayoría de los productos de inóculo fúngico de HMA que se usan en Chile son importados, esto toma mayor relevancia. Algunos inoculantes de HMA pueden reducir la biodiversidad vegetal y evitar el establecimiento de plantas autóctonas, por lo que se debe tener especial atención con esto para asegurar la calidad del hábitat de los sistemas agrícolas y sus servicios ecosistémicos.
Finalmente, los autores concluyen que es fundamental seguir investigando tanto en experimentos de laboratorio como en terreno en los próximos años. “Se requieren estudios que se centren en la identificación de la diversidad de HMA presentes en la vid en diferentes condiciones edafoclimáticas, y es posible que haya especies dominantes que puedan contribuir eficazmente a la simbiosis en la vid”.
También enfatizan que la bibliografía revisada no establece una relación entre los HMA y el cultivo de la vid chilena, “sí permite extrapolar datos y abrir las puertas para la investigación de esta herramienta con nuestras variables nacionales”.
