El hierro es el cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre y, paradójicamente, uno de los nutrientes más limitantes en la agricultura mundial. En suelos calcáreos; con pH > 7,5 y altos contenidos de carbonato de calcio, que representan más del 30% de los suelos agrícolas globales; el Fe se encuentra mayoritariamente en formas insolubles que las plantas no pueden absorber. La clorosis férrica que resulta de esta situación afecta cultivos tan diversos como pepino, tomate, arroz, soja y frutales, reduciendo rendimientos y calidad nutricional de las cosechas.
Durante décadas, la respuesta convencional ha sido la aplicación de quelatos de hierro sintéticos (EDDHA, EDTA), efectivos pero costosos y cuestionados por su impacto en la microbiota edáfica. El grupo de investigación del Dr. Francisco Javier Romera en la Universidad de Córdoba (UCO) lleva más de 30 años estudiando cómo las plantas regulan la adquisición de hierro, y sus trabajos más recientes apuntan a una alternativa biológica con base mecanística sólida: el uso de microorganismos rizosféricos capaces de activar los propios sistemas de absorción de hierro de las plantas.
CÓMO ADQUIEREN HIERRO LAS PLANTAS: DOS ESTRATEGIAS, UN MISMO PROBLEMA
Las plantas han desarrollado dos estrategias principales para obtener Fe del suelo. Las dicotiledóneas (como pepino, tomate o Arabidopsis) emplean la Estrategia I: acidifican la rizosfera mediante una ATPasa de membrana (AHA2), reducen el Fe(III) insoluble a Fe(II) mediante la enzima FRO2 (Ferric Reductase Oxidase), y absorben el Fe(II) resultante a través del transportador de alta afinidad IRT1 (Iron-Regulated Transporter 1). Todo este sistema es coordinado transcripcionalmente por el factor FIT y un conjunto de proteínas bHLH que regulan la expresión de los genes de respuesta.
Las gramíneas (arroz, trigo, maíz) utilizan la Estrategia II: secretan compuestos quelantes llamados fitosideróforos (ácidos mugineicos) que capturan el Fe(III) del suelo, y el complejo resultante es internalizado por transportadores específicos como OsYSL15 en arroz. Adicionalmente, el arroz posee un sistema complementario de reducción similar al de Estrategia I, mediado por OsIRT1.
En ambas estrategias, el etileno y el óxido nítrico (NO) actúan como señales hormonales activadoras. El grupo de Romera demostró que estas moléculas son determinantes en la regulación de los genes de adquisición de Fe, tanto en plantas de Estrategia I como en arroz.
EL NEXO ENTRE MICROORGANISMOS Y NUTRICIÓN DE HIERRO
El salto conceptual clave del grupo de Romera fue conectar dos fenómenos biológicos aparentemente independientes: la Resistencia Sistémica Inducida (ISR); una forma de inmunidad activada por microorganismos rizosféricos no patogénicos, dependiente del eje etileno/ácido jasmónico; y la respuesta a la deficiencia de Fe, que también requiere etileno para su activación.
Si los microorganismos inductores de ISR estimulan la producción de etileno en la raíz, y el etileno es el disparador de los genes de absorción de hierro… ¿pueden esos microorganismos activar la maquinaria de adquisición de Fe de la planta? Esta hipótesis, publicada en Frontiers in Plant Science (Romera et al., 2019), orientó una fructífera línea de investigación que en los últimos tres años ha producido resultados concretos con tres microorganismos distintos.
TRES CANDIDATOS MICROBIANOS CON EVIDENCIA EXPERIMENTAL
Fusarium oxysporum FO12: un hongo no patogénico que activa la Estrategia I
La cepa FO12 de Fusarium oxysporum no provoca enfermedad en los cultivos, a diferencia de otras cepas patogénicas del mismo género, y ha demostrado ser capaz de inducir en pepino (Cucumis sativus) la activación del sistema completo de Estrategia I: mayor actividad de la reductasa FRO2, sobreexpresión del transportador IRT1 y acidificación de la rizosfera mediada por la ATPasa AHA2.
Un estudio de 2023 publicado en Planta (Aparicio, Lucena, García, Romera et al.) confirmó estos efectos tanto en solución nutritiva como en macetas con suelo calcáreo bajo condiciones de invernadero. El mecanismo propuesto implica que FO12 estimula la síntesis local de etileno y NO en la raíz, que a su vez disparan la cascada transcripcional de adquisición de Fe, incluso cuando el Fe no es necesariamente escaso en el medio. El hongo, en esencia, pone a la planta en modo activo de absorción.
Un trabajo posterior en Plants (Núñez-Cano, Romera et al., 2023) extendió estos resultados al arroz, mostrando que FO12 también induce genes clave de Estrategia II como OsNAAT, OsIRO2 y OsYSL15, lo que amplía considerablemente su espectro de aplicabilidad.
Pseudomonas simiae WCS417: biocontrol y biofertilización férrica en una sola cepa
Pseudomonas simiae WCS417 es una rizobacteria (PGPR) con un historial documentado como agente de biocontrol e inductora de ISR. Un estudio publicado en Planta en 2025 evaluó por primera vez su efecto como biofertilizante de Fe en pepino. Los resultados mostraron mejora del crecimiento vegetativo, mayor concentración de hierro en tejido foliar, y sobreexpresión de los genes de adquisición de Fe en raíz. El mecanismo implica tanto la activación del eje ISR/etileno como la producción directa de sideróforos bacterianos, compuestos que movilizan el Fe(III) del suelo haciéndolo accesible para la reductasa radicular.
Esta doble acción, biocontrol más biofertilización, con un perfil de seguridad bien caracterizado la convierte en una candidata con ventajas relevantes para el desarrollo y registro como bioinsumo.
Debaryomyces hansenii: levaduras rizosféricas como nueva frontera
Menos conocida en el ámbito agronómico, la levadura Debaryomyces hansenii CBS767 fue el objeto de una serie de trabajos recientes del grupo de Romera. Un estudio de 2024 en International Journal of Molecular Sciences (Sevillano-Caño, García, Lucena, Romera et al.) demostró su potencial como biofertilizante de Fe en condiciones de deficiencia. Investigaciones posteriores en arroz cultivado en suelo calcáreo mostraron que su inoculación incrementa la producción de fitosideróforos, el índice de clorofila (SPAD), la altura de planta y el rendimiento en grano, con sobreexpresión de genes de adquisición de Fe y de la vía de señalización del etileno (OsEIN2, OsACS2, OsACO3).
Que una levadura sea capaz de activar estos mecanismos abre una categoría prácticamente inexplorada en el desarrollo de bioinsumos.
FE Y P: SEÑALES CONVERGENTES, UNA OPORTUNIDAD ADICIONAL
El potencial biotecnológico de esta línea de investigación se amplía al considerar la interacción entre las señales de deficiencia de Fe y de fósforo (P). Trabajos del grupo de Romera publicados en Frontiers in Plant Science (Lucena et al., 2019; García et al., 2021) demostraron que el etileno y las señales del floema regulan conjuntamente las respuestas a la deficiencia de ambos elementos en raíces de plantas de Estrategia I. Esto sugiere que consorcios microbianos adecuadamente formulados podrían activar de forma simultánea la adquisición de Fe y P, los dos nutrientes más limitantes en suelos calcáreos, a través de vías de señalización convergentes.
RELEVANCIA PARA EL SECTOR DE BIOLÓGICOS EN AMÉRICA LATINA
Lo que hace singularmente valiosa esta línea de investigación para el mercado de biológicos agrícolas en la región no es solo la novedad de los microorganismos identificados, sino el nivel de caracterización mecanística alcanzado. En un sector donde muchos productos se registran con base en ensayos de campo sin evidencia de modo de acción, contar con cepas cuyos efectos han sido validados a nivel molecular; genes inducidos, vías de señalización descritas, ensayos en suelo calcáreo no esterilizado; representa una plataforma técnica sólida para el desarrollo regulatorio y la diferenciación de producto.
La región concentra además una proporción significativa de suelos calcáreos en zonas de producción intensiva, con cultivos altamente sensibles a la clorosis férrica. El terreno, en todos los sentidos, está listo.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Aparicio et al. (2023). The nonpathogenic strain of Fusarium oxysporum FO12 induces Fe deficiency responses in cucumber (Cucumis sativus L.) plants. Planta, 257: 50. DOI: 10.1007/s00425-023-04079-2
Núñez-Cano, Romera et al. (2023). Effect of the Nonpathogenic Strain Fusarium oxysporum FO12 on Fe Acquisition in Rice (Oryza sativa L.) Plants. Plants, 12: 3145. DOI: 10.3390/plants12173145
Sevillano-Caño, García, Lucena, Romera et al. (2024). Exploring the Role of Debaryomyces hansenii as Biofertilizer in Iron-Deficient Environments to Enhance Plant Nutrition and Crop Production Sustainability. Int. J. Mol. Sci., 25(11): 5729. DOI: 10.3390/ijms25115729
Lucena, Romera et al. (2025). The inoculation with Pseudomonas simiae WCS417 strain promotes growth and the induction of iron-deficiency responses in cucumber plants (Cucumis sativus L.). Planta. DOI: 10.1007/s00425-025-04844-5
Romera et al. (2019). Induced Systemic Resistance (ISR) and Fe Deficiency Responses in Dicot Plants. Frontiers in Plant Science. PMC6421314
García, Lucena, Romera (2021). Ethylene and Nitric Oxide Involvement in the Regulation of Fe and P Deficiency Responses in Dicotyledonous Plants. Int. J. Mol. Sci., 22(9): 4904. PubMed: 34063156
Lucena, Porras, García, Romera et al. (2019). Ethylene and Phloem Signals Are Involved in the Regulation of Responses to Fe and P Deficiencies in Roots of Strategy I Plants. Frontiers in Plant Science, 10: 1237. DOI: 10.3389/fpls.2019.01237
