Investigador estudia bacterias para explicar crecimiento vegetal

El doctor de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo (UMICH), Randy Ortiz Castro, realiza una investigación para explicar la función de las bacterias en el crecimiento vegetal, informó la Academia Mexicana de Ciencias (AMC).

En un comunicado, la Academia indicó que el especialista también analiza los mecanismos moleculares que promueven el crecimiento vegetal, así como la función de los nutrientes del suelo en las bacterianas y el impacto de éste en el desarrollo de las plantas.

Si bien algunas bacterias pueden vivir de manera independiente de otros organismos, existen otras, tanto patógenas como benéficas, que están asociadas a un huésped, detalla la Academia.

Una bacteria es patógena cuando tiene capacidad de implantarse en el huésped y crear trastornos en él; en cambio, las benéficas, sobre todos las asociadas a plantas, encuentran en la rizosfera un nicho favorable para su crecimiento.

La rizosfera es la parte del suelo que rodea la raíz de la planta donde las bacterias encuentran diferentes sustancias como aminoácidos, proteínas, enzimas, azúcares, ácidos orgánicos y vitaminas, las cuales utilizan como fuente de energía o carbono.

Al mismo tiempo, las bacterias ayudan a la planta a fijar nutrientes, les dan hormonas para aumentar su crecimiento y permiten fortalecer su respuesta inmune contra el ataque de otros patógenos.

“La bacteria encuentra dentro de la raíz un ambiente propicio para vivir y a la vez ayuda a la planta a fijar nutrientes”, comentó el investigador.

Las bacterias utilizan moléculas pequeñas como señales químicas para comunicarse entre sí, este proceso de comunicación denominado quorum-sensing (QS), necesita la producción, liberación y detección de factores hormonales conocidos como autoinductores.

Muchas bacterias que están asociadas a la parte del suelo que rodea la raíz, sobre todo bacterias Gram negativas, producen moléculas como las N-acil-L-homoserina lactonas para regular su comunicación celular.

El doctor Ortiz comentó que su interés por estudiar el papel de las N-acil-L-homoserina lactonas y los ciclodipéptidos en las plantas, es porque se dio cuenta de que las plantas eran capaces de responder a las moléculas bacterianas N-acil-L-homoserina lactonas, modulando el crecimiento de la raíz primaria y estimulando la formación de raíces laterales en plantas Arabidopsis thaliana.

“Por otra parte, estudios previos en plantas Medicago truncatula mostraron que alrededor de 150 proteínas vegetales respondían a la aplicación de las moléculas de origen bacteriano N-acil-L-homoserina lactonas”, apuntó.

El proceso de comunicación celular de la bacteria P. aeruginosa es regulado por las N-acil-L-homoserina lactonas, y el investigador en conjunto con otros especialistas evaluaron el efecto de estas moléculas sobre el crecimiento y desarrollo de las plantas.

En dicho trabajo, los investigadores se percataron que al modificar la producción de N-acil-L-homoserina lactonas, el desarrollo de la planta se veía afectado y se estimulaba la formación de raíces laterales y el crecimiento vegetal en plantas de A. thaliana.

Con esto se documentó que dicho crecimiento se debe a la producción de tres ciclodipéptidos que estimulan el crecimiento vegetal.

Al parecer la modulación en la producción de estas N-acil-L-homoserina lactonas cambia el perfil de producción de otros compuestos, como los ciclodipéptidos, los cuales ejercen un efecto positivo sobre la elongación de la planta, la formación de las raíces laterales, la división celular y el crecimiento vegetal.

“Pensábamos que si la bacteria no producía las N-acil-L-homoserina lactonas, la planta no iba a responder ante la presencia de la bacteria, pero sucedió lo contrario, alteró el crecimiento de la raíz y potenció el desarrollo de la planta”, subrayó el doctor.

Cabe destacar que las moléculas bacterianas identificadas por Ortiz Castro podrían ser utilizadas para la formulación de productos agrícolas, tanto químicos como biológicos, que optimicen el uso de fertilizantes que se aplican en los cultivos.

Por este trabajo, el doctor Randy Ortiz recibió el Premio Weizmann 2014, en el área de ciencias naturales, que otorgan la AMC y la Asociación Mexicana de Amigos del Instituto Weizmann de Ciencias.

NTX

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