Una antigua relación mutuamente beneficiosa entre plantas y hongos podría hacer que la agricultura sea más sostenible al reducir la necesidad de fertilizantes químicos, según la profesora Heike Bücking, del Departamento de Biología y Microbiología de la Universidad Estatal de Dakota del Sur.
Bücking explicó que, durante más de 500 millones de años, la mayoría de las plantas terrestres han compartido sus carbohidratos con hongos micorrícicos arbusculares que colonizan sus sistemas de raíces. A cambio, estos hongos proporcionan a las plantas nitrógeno y fósforo, y mejoran la resistencia al estrés de sus plantas.anfitrión.
Estos hongos son vistos como fósiles vivos y exploran el suelo con sus hifas en la búsqueda de nutrientes, y entregan estos nutrientes a su huésped. Como recompensa, la planta huésped transfiere entre 4 y 20 por ciento de su carbono fijado fotosintéticamente a estas micorrizas.simbiontes.
"Creemos que estos hongos tienen el potencial de aumentar la producción de biomasa de cultivos bioenergéticos y el rendimiento de los cultivos alimentarios y hacerlo de una manera más sostenible y respetuosa con el medio ambiente", dijo Bücking. Ella estudia estas interacciones en cultivos alimentarios y bioenergéticos, incluyendotrigo, maíz, soja, alfalfa, trébol y gramíneas perennes, como la pradera cordgrass.
Su investigación ha sido apoyada por la National Science Foundation, la Comisión de Trigo de Dakota del Sur, la Iniciativa Sun Grant, el Consejo de Investigación y Promoción de la Soja y el Departamento de Energía de los EE. UU. - Iniciativa Conjunta del Genoma.
Definición de relaciones planta-hongos
Según Bücking, la oferta y la demanda determinan la cantidad de nutrientes que las plantas y los hongos intercambian en esta relación mutualista. Para desentrañar estas complejas interacciones, colabora con investigadores de la Universidad Vrije en Amsterdam y la Universidad de Columbia Británica, así como otrosInvestigadores de la Estación Experimental Agrícola de Dakota del Sur.
"Aunque una planta huésped es colonizada por múltiples especies de hongos simultáneamente, la planta sabe exactamente de dónde provienen ciertos beneficios. La planta huésped puede distinguir entre el buen comportamiento del hongo y el mal y asigna los recursos en consecuencia", dijo, señalando que el huéspedla planta transfiere de 4 a 20 por ciento de su carbono fijado fotosintéticamente a hongos micorrícicos.
Estos hongos también forman redes de micorrizas comunes que les dan acceso a múltiples hospedadores. Su investigación demostró que cuando las plantas hospedadoras estaban sombreadas y, por lo tanto, disminuían su asignación de carbohidratos, los hongos respondían reduciendo su proporción de nutrientes.
Optimización de hongos para cultivos específicos
Ella y sus colaboradores también descubrieron que algunos hongos son más beneficiosos que otros. Por ejemplo, Bücking y sus colaboradores evaluaron la relación entre la alfalfa y 31 aislamientos diferentes de 10 especies de hongos micorrícicos arbusculares.
Luego clasificaron los aislamientos fúngicos como aislamientos de alto, medio o bajo rendimiento. Los investigadores encontraron que los aislamientos de alto rendimiento aumentaron la absorción de biomasa y nutrientes de la alfalfa en más del 170 por ciento, mientras que los de bajo rendimiento no lo hicierontener algún efecto sobre el crecimiento.
Advirtió que los que benefician a un cultivo pueden no proporcionar los mismos nutrientes o beneficios a otra especie de cultivo, advirtió. "Incluso los aislados diferentes de una especie fúngica pueden comportarse de manera diferente, y será necesario identificar hongos que se adapten de manera óptima asu entorno específico y la planta huésped para obtener el mayor beneficio de la planta.
Adaptación a estresores
Bücking explicó que "además de proporcionar nutrientes, estos hongos pueden proteger los cultivos de alimentos y bioenergía del estrés ambiental, como la sequía, la salinidad y los metales pesados y las enfermedades". Todos los estreses a los que una planta puede estar potencialmente expuesta generalmente mejoranpor interacciones micorrícicas "
El aumento de la tolerancia a través del mejoramiento convencional generalmente apunta solo a un factor de estrés específico, pero los cultivos a menudo están sujetos a múltiples estreses simultáneamente, señaló. "Estos hongos, si se usan de manera eficiente, pueden proporcionar a la planta una resistencia mejorada contra el estrés que a menudodifícil para nosotros predecir "
Sin embargo, agregó, se necesita más investigación para comprender mejor cómo esta antigua simbiosis entre plantas terrestres y hongos se puede utilizar en todo su potencial.
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Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Dakota del Sur . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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