Plantas tropicales combaten la sequía con trucos especiales en sus raíces.
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| Un equipo multiinstitucional de científicos examinó cómo tres plantas tropicales, incluida Hibiscus rosa sinensis (en la imagen), interactúan con microbios en la rizosfera durante la sequía. (Foto de mineral vision | iStock) |
Las interacciones planta-suelo-microbio juegan un papel crucial en los procesos que tienen lugar en el suelo directamente alrededor de las raíces de las plantas, o rizosfera, y estos procesos contribuyen al ciclo de nutrientes y al reciclaje de metabolitos en el medio ambiente. En medio de la escasez de agua que ocurre con el cambio climático, las plantas se ven obligadas a adaptarse a través de una variedad de procesos que impactan el recambio de materia orgánica del suelo en la rizosfera.
Para comprender mejor cómo estos procesos de las plantas influyen en el recambio de materia orgánica del suelo, un equipo de investigadores multiinstitucional examinó cómo tres plantas tropicales, específicamente Piper auritum, Hibiscus rosa sinensis y Clitoria fairchildiana, interactúan con los microbios en la rizosfera durante la sequía.
El equipo observó que la respuesta de las raíces de las plantas a la sequía, más que cambios en la comunidad microbiana, predominantemente da forma a la química en el suelo. Se mostró que incluso durante la sequía, las plantas pueden mantener asociaciones microbianas específicas, revelando un nuevo nivel de resistencia. El estudio es único en resaltar cómo las plantas tropicales y sus comunidades bacterianas asociadas dentro de la rizosfera responden a las condiciones de sequía.
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| Durante condiciones de sequía, los cambios en el perfil metabólico de las raíces dieron forma al metaboloma de la rizosfera ya sea por sí solos, como en el caso de P. aurtium, o al impulsar cambios en la composición de la comunidad bacteriana. (Imagen cortesía de la Universidad de Arizona) |
El trabajo se publicó en la revista Science of The Total Environment.
Este estudio examinó cómo diferentes especies de plantas tropicales y sus comunidades microbianas asociadas influyen en el recambio de carbono orgánico del suelo en la rizosfera, especialmente bajo condiciones de sequía. La investigación utilizó técnicas avanzadas que incluyen secuenciación de ARNr 16S en la Universidad de Arizona, metabolómica de la rizosfera y etiquetado de piruvato 13C en posiciones específicas en EMSL utilizando el espectrómetro de masas de resonancia de ciclotrón de transformada de Fourier de 12T y resonancia magnética nuclear en estado líquido para analizar las interacciones planta-microbio.
Se encontró que el metaboloma de la rizosfera fue principalmente moldeado por la respuesta de cada especie de planta a la sequía en lugar de cambios directos en la composición de la comunidad bacteriana. Específicamente, la reducción de la exudación de raíces por parte de Piper auritum durante la sequía llevó a una menor dependencia de los microbios vecinos para dar forma al metaboloma de la rizosfera.
Por el contrario, Hibiscus rosa sinensis y Clitoria fairchildiana experimentaron una composición alterada de exudados durante la sequía, lo que provocó cambios en las comunidades bacterianas de la rizosfera, que colectivamente impactaron en el metaboloma. Además, excluir ciertos microbios de la rizosfera causó cambios en el metaboloma. Clitoria fairchildiana está asociada solo con un subconjunto de bacterias simbióticas durante la sequía.
En general, a medida que las raíces responden a la sequía, sus comunidades microbianas se adaptan, potencialmente reforzando la tolerancia a la sequía de la planta. Estas interacciones planta-microbio específicas de cada especie cambian sistemáticamente con el metaboloma de la raíz bajo condiciones de sequía. Los hallazgos tienen importantes implicaciones para mantener la salud de las plantas durante el estrés por sequía y mejorar el rendimiento de las plantas bajo el cambio climático.
Basado en artículo de Environmental Molecular Sciences Laboratory y Science X Daily
Gina A. Hildebrand et al, Uncovering the dominant role of root metabolism in shaping rhizosphere metabolome under drought in tropical rainforest plants, Science of The Total Environment (2023). DOI: 10.1016/j.scitotenv.2023.165689
