Un reciente estudio reveló que las plantas de trigo influyen activamente en las comunidades de microorganismos que habitan sobre y dentro de sus raíces, y cómo estos microbiomas radiculares cambian con el tiempo en función de condiciones como la sequía y el riego.
Dirigido por Tim C. Paulitz, de la Unidad de Investigación sobre Sanidad, Genética y Calidad del Trigo del USDA-ARS, y Olga Mavrodi, de la Universidad Estatal de Washington en Pullman, la investigación es el resultado de la colaboración entre varios científicos del USDA-ARS y de la casa de estudios.
Durante ocho años, en la Estación de Investigación de Tierras Áridas de Lind, el equipo se dedicó a observar lo que ocurre bajo la superficie en un campo de trigo. En el interior del estado de Washington, donde el suelo seco se extiende durante generaciones, los investigadores vigilaron dos situaciones paralelas: parcelas de regadío, mantenidas con humedad regular, y zonas de secano, expuestas al régimen natural de escasez de lluvias. En ambas se sembró el mismo trigo, año tras año. Bajo la superficie, la biología del suelo tomó caminos diferentes.
Mediante secuenciación de ADN de nueva generación, el equipo analizó las comunidades bacterianas de la rizosfera y de las propias raíces. Comparando las parcelas de regadío y de secano a lo largo del tiempo y tomando muestras de plantas de trigo en etapas clave del crecimiento, los investigadores pudieron seguir los cambios microbianos tanto en una sola temporada como a lo largo de los años.
EL TRIGO MODIFICA SU MICROBIOMA
Uno de los hallazgos más importantes fue la participación activa de la planta en la formación de sus “socios microbianos”, donde la planta “dirige el ensamblaje y la composición de los microorganismos de sus raíces, del mismo modo que el microbioma intestinal de los humanos está determinado por lo que comemos”, señaló Olga Mavrodi, de la Universidad Estatal de Washington. Este proceso de selección no es aleatorio, ya que algunos microorganismos se ven favorecidos en condiciones secas y otros en condiciones de riego, lo que pone de manifiesto una relación sofisticada y dinámica entre la vida de la planta y la del suelo.
“Nuestra investigación demuestra que la planta no es un huésped pasivo, sino que desempeña un papel en la selección de los microorganismos que colonizan sus raíces”, agregó la investigadora. Es importante destacar que ningún otro estudio había analizado dichos cambios con tal nivel de detalle durante un periodo tan largo en un sistema agrícola en funcionamiento.
A diferencia de los clásicos ensayos agrícolas a corto plazo, este estudio de campo a largo plazo logró captar cómo evolucionan las poblaciones de microorganismos con ciclos repetidos de labranza, siembra y cosecha. También ofrece una imagen más clara de cómo los microbiomas de las raíces se adaptan y reagrupan en respuesta al estrés estacional y ambiental. La identificación de microorganismos adaptados de forma natural a las condiciones de sequía puede ayudar a mejorar la productividad y la resistencia del trigo en regiones con escasez de agua.
EFECTOS EN CONDICIONES DE RIEGO Y SEQUÍA
La divergencia a largo plazo de las comunidades bacterianas asociadas al trigo bajo riego fue más pronunciada en la rizosfera que en la endosfera, lo que sugiere que las comunidades de la endosfera son menos sensibles a la fluctuación de la humedad del suelo. Además, el efecto del riego fue más pronunciado en verano cada año que en épocas más tempranas, lo que indica que las fluctuaciones estacionales de la humedad del suelo son probablemente fuertes impulsores de la dinámica estacional en las comunidades de la rizosfera.
Esta investigación ofrece una visión de los efectos del riego y la sequía en las comunidades bacterianas asociadas al trigo, además de destacar el valor de los estudios a largo plazo en los sistemas agrícolas.
“Este tipo de investigación requiere tiempo, trabajo en equipo y paciencia”, afirmó Mavrodi. “Pero nos aporta conocimientos que afectan directamente al modo en que los agricultores gestionan sus campos año tras año”. Los resultados son clave para guiar la futura investigación del microbioma de las plantas y mejorar el rendimiento de los cultivos en condiciones de cambio climático como la escasez hídrica.
