Encuentran gen que permitiría aumentar rendimiento y calidad de cultivos

Un grupo de científicos ha descubierto un gen específico que permitiría controlar un aspecto clave de la relación simbiótica entre los cultivos y los hongos en el suelo.

El descubrimiento podría llevar al desarrollo de bioenergía y plantaciones que puedan crecer en condiciones complejas, resistir patógenos y pestes, requerir menos fertilizantes químicos y aumentar rendimientos de cultivos, al mismo tiempo que se mejora la calidad de los mismos.

La iniciativa fue liderada por investigadores del Laboratorio Nacional Oak Ridge del Departamento de Energía, informó el medio Science Daily.

En el último tiempo se ha trabajado duramente para comprender la compleja relación entre las plantas y los hongos micorrícicos. Al unirse los hongos con las plantas forman una cobertura alrededor de las raíces con increíbles beneficios.

Dicha cobertura aumenta la absorción de nutrientes e incluso se “comunica” con otras plantas para advertir contra la difusión de patógenos y pestes. La planta, a cambio, alimenta al hongo con carbón, lo que le permite crecer.

Esta simbiosis es considerada como el sistema de soporte que permitió que en la antigua las plantas “colonizaran” la tierra, generando los bosques y praderas.

"Si podemos entender el mecanismo molecular que controla la relación entre las plantas y los hongos benéficos, entonces podemos comenzar a usar esta simbiosis para adquirir condiciones específicas en plantas como la resistencia a la sequía, los patógenos, la mejora de la absorción de nitrógeno y nutrición y más", indicó el genetista molecular de la ORNL Jessy Labbe.

"Las plantas resultantes crecerían más y necesitarían menos agua y fertilizante, por ejemplo", añadió.

Sin embargo, encontrar el gen que genere dicha relación, ha sido uno de los mayores desafíos del sector.

Descubrimiento del gen

El descubrimiento llegó después de 10 años de investigación en el ORNL e instituciones asociadas y fue publicado en Nature Plants.

Los científicos estaban estudiando la simbiosis formada por ciertas especies de Populus y el hongo Laccaria bicolor (L. bicolor), señaló el medio.

"La validación experimental es la clave de este descubrimiento, ya que el mapeo genético reveló asociaciones estadísticas entre la simbiosis y este gen, pero las validaciones experimentales proporcionaron una respuesta definitiva de que este gen en particular controla la simbiosis", explicó el biólogo molecular de plantas ORNL Jay Chen.

Los investigadores eligieron Arabidopsis, una planta que tradicionalmente no interactúa con el hongo L. bicolor, e incluso lo considera una amenaza, para sus experimentos. Crearon una versión diseñada de la planta que expresa la proteína PtLecRLK1 y luego inocularon las plantas con el hongo. El hongo L. bicolor envolvió completamente las puntas de las raíces de la planta, formando una vaina micótica indicativa de la formación de simbiontes.

"Demostramos que podemos convertir a un no anfitrión en un anfitrión de este simbionte", señaló el genetista cuantitativo de ORNL Wellington Muchero. "Si podemos hacer que la Arabidopsis interactúe con este hongo, entonces creemos que podemos hacer otros cultivos de biocombustibles como hierba de césped, o cultivos de alimentos como el maíz interactuar y tener exactamente los mismos beneficios. Abre todo tipo de oportunidades en diversos sistemas de plantas. Sorprendentemente, un gen es todo lo que necesitas", destacaron.