Alterando el microbioma de la planta de arroz se mejora su resistencia a los patógenos

En los ecosistemas terrestres, las hojas de las plantas proporcionan el mayor hábitat biológico para comunidades microbianas muy diversas, conocidas como microbiota de la filosfera. El microbioma (los microorganismos, sus genes y metabolitos) es único de cada planta y animal. Ahora los científicos han alterado genéticamente esa población en las plantas de arroz, haciéndolas más resistentes a las bacterias dañinas. Esta tecnología algún día podría reducir la necesidad de fitosanitarios.

Un estudio de asociación de todo el genoma reveló una fuerte asociación entre el genotipo de la planta y miembros de cuatro órdenes bacterianos: Pseudomonadales, Burkholderiales, Enterobacterales y Xanthomonadales. En la fase inicial del estudio, los investigadores identificaron un gen en las plantas de arroz responsable de la producción de lignina, el biopolímero que forma las paredes celulares de las plantas. Este gen también afectaba la composición del microbioma de las plantas de arroz.

A continuación, los investigadores alteraron genéticamente el gen para que produjera un metabolito específico durante el proceso de síntesis de lignina. Como resultado, las poblaciones de Pseudomonadales aumentaron a niveles más altos de lo normal.

Cuando las plantas modificadas fueron expuestas a Xanthomonas oryzae, una bacteria dañina que causa la enfermedad conocida como tizón de las hojas, fueron significativamente más resistentes al patógeno que un grupo de control de plantas de arroz no modificadas. Al desactivar el gen la población de Pseudomonadales beneficiosas en el microbioma disminuyeron.

En general, el estudio proporciona evidencia clara del ensamblaje del microbioma de la filosfera, es decir la superficie aérea de una planta considerada como un hábitat para microorganismos, impulsado por metabolitos del huésped.

Este avance podría reducir la dependencia de los fitosanitarios perjudiciales para el medio ambiente. La técnica también podría aplicarse a otras plantas y desbloquear otras oportunidades para mejorar su microbioma. Como ejemplo, los microbios que aumentan el suministro de nutrientes a los cultivos podrían reducir la necesidad de fertilizantes sintéticos.

Los hallazgos se publicaron en la revista Nature Communications un artículo en el que también participaron científicos de China, Alemania y Austria .