El lenguaje secreto del suelo: la comunicación entre plantas y hongos

Un estudio publicado en Molecular Cell (2024) ha revelado mecanismos moleculares clave en la comunicación entre plantas y hongos. La investigación se centra en cómo la hormona vegetal estrigolactona (SL) modula la homeostasis del fosfato en hongos, lo que tiene implicaciones significativas para la agricultura sostenible y la comprensión de las interacciones planta-microorganismo.

Las estrigolactonas (SLs) son hormonas vegetales que desempeñan múltiples roles, incluyendo la regulación del desarrollo de la planta y la facilitación de las interacciones simbióticas con hongos micorrízicos arbusculares. Estas interacciones son esenciales para la absorción eficiente de nutrientes, especialmente fosfato, por parte de las plantas. Sin embargo, aún no se comprendían del todo los mecanismos precisos por los que las SLs influyen en los hongos.

El objetivo principal del estudio fue dilucidar cómo las SLs afectan la expresión génica y las vías metabólicas de los hongos, utilizando Saccharomyces cerevisiae como modelo experimental debido a su tractabilidad genética y similitudes funcionales con hongos micorrízicos.

Los investigadores trataron cultivos de S. cerevisiae con SLs y realizaron análisis transcriptómicos para identificar cambios en la expresión génica. Observaron una regulación positiva de genes asociados con el metabolismo del fosfato, particularmente aquellos regulados por el transportador de fosfato Pho84. También se llevaron a cabo estudios funcionales en hongos filamentosos, incluyendo el patógeno Fusarium graminearum y el hongo simbiótico Serendipita indica, para validar la relevancia de los hallazgos en organismos más complejos.

La exposición a SLs activó la transcripción de genes del sistema PHO que regula la homeostasis del fosfato, un nutriente esencial en la célula. Además, se determinó que Pho84, un transportador de fosfato de alta afinidad del sistema PHO en la membrana de S. cerevisiae, actúa como sensor y mediador en la respuesta a SLs, iniciando una cascada de señalización que ajusta la captación de fosfato. Los efectos observados en S. cerevisiae también se manifestaron en F. graminearum y S. indica, sugiriendo una conservación evolutiva de esta vía de señalización.

La comprensión de cómo las SLs modulan la homeostasis del fosfato en hongos tiene implicaciones prácticas significativas. Se podría manipular la señalización de SLs para fortalecer las asociaciones simbióticas, mejorando la absorción de nutrientes y la resiliencia de las plantas. También, al optimizar la captación de fosfato a través de interacciones simbióticas mejoradas, podría reducirse el uso de fertilizantes fosfatados. Por último, entender cómo los patógenos fúngicos responden a las SLs conduciría al desarrollo de estrategias para el control de patógenos.

📌 Conocer la diversidad de receptores de SLs en hongos, estudiar cómo las interacciones con otros metabolitos afectan la dinámica de la microbiota, y aplicar la biotecnología para desarrollar biofertilizantes que mejoren la productividad agrícola de manera sostenible, son nuevas vías de investigación sobre la comunicación química entre plantas y hongos.