Los científicos de la Universidad de California en Riverside han descubierto que una cepa de bacterias fijadoras de nitrógeno beneficiosas se ha extendido por California, lo que demuestra que las bacterias beneficiosas pueden compartir algunas de las mismas características que son características de los patógenos.
La bacteria, llamada Bradyrhizobium , forman nódulos similares a tumores en las raíces de las plantas y son capaces de 'fijar' nitrógeno al descomponerlo y convertirlo en formas que las plantas pueden metabolizar fácilmente.
"Las epidemias bacterianas son comunes, pero a excepción de los patógenos notables, rara vez entendemos qué impulsa a las bacterias a propagarse entre las poblaciones", dijo Joel Sachs, profesor asociado de biología, quien dirigió el esfuerzo de investigación.no se entiende bien ".
Sachs y su equipo recopilaron datos genéticos de más de 350 nódulos bacterianos que se cultivaron a partir de plantas hospedantes en California. La planta hospedante en la que se centraron los investigadores fue Acmispon strigosus , una hierba común nativa del suroeste de los Estados Unidos que exhibe un rango casi continuo en California.
Descubrieron que un puñado de cepas bacterianas dominan las poblaciones locales de plantas y se han extendido por todo el estado.
"Estas bacterias tienen genomas que se dividen aproximadamente en dos regiones", explicó Sachs. Una región, el cromosoma, se expresa principalmente durante la existencia de vida libre cuando las bacterias están en el suelo. La otra región, llamada 'simbiosisisland, 'es importante durante las interacciones simbióticas con la planta huésped, como la infección de la planta y la fijación de nitrógeno. Descubrimos que la epidemia fue impulsada únicamente por la región cromosómica del genoma bacteriano ".
Sachs señaló que las cepas epidémicas tienen un gran éxito en el suelo y compiten para infectar plantas, lo que explica quizás por qué persisten y dominan en muchos lugares diferentes.
"La propagación podría haber ocurrido por motilidad en el suelo o por tormentas de viento", dijo Sachs.
Los resultados del estudio aparecen en Actas de la Royal Society B .
Los investigadores también estudiaron qué rasgos llevaron a que las cepas epidémicas pudieran persistir en tantos lugares y, por lo tanto, en suelos diversos. Probaron cepas raras versus epidémicas en una amplia variedad de fuentes de carbono, fuentes de energía para las bacterias.Descubrieron que las cepas epidémicas podían procesar una diversidad de compuestos mucho mayor que las cepas raras.
"Los datos genéticos y de uso de carbono combinados con los datos genéticos sugieren que una o dos cepas dominan el estado de California porque pueden tener éxito en el suelo", dijo Sachs. "La región genética de la bacteria que está activaen el suelo es la única región que tiene firmas de propagación epidémica ".
Bradyrhizobium son simbiontes importantes para muchas plantas, especialmente leguminosas. También son simbiontes críticos para cultivos importantes, como la soja, el maní y el caupí, y son la principal fuente de nutrientes nitrogenados para todos los organismos vivos de la tierra.
Según Sachs, aprovechar las epidemias nativas, como la que se ve en Bradyrhizobium , podría ser de gran ayuda para el desarrollo de biofertilizantes.
"Durante décadas, los agrónomos han intentado aplicar estas bacterias como biofertilizantes", dijo. "La idea de usar estas bacterias para mejorar el crecimiento de los cultivos tiene mucho sentido desde que Bradyrhizobium puede proporcionar nitrógeno libre a la planta de manera sostenible y natural. Por el contrario, la fertilización química es costosa en términos de combustibles fósiles y también es un contaminante importante ".
Sin embargo, advirtió que los intentos de usar las bacterias como biofertilizantes han fallado porque las cepas inoculadas no pueden competir con las bacterias nativas en el suelo y terminan sin infectar la planta con éxito.
"La epidemia Bradyrhizobium las cepas que descubrimos pueden sobrevivir y dominar en una variedad de suelos, y tienen características clave que uno desearía en un biofertilizante ", dijo.
La investigación enfatiza que algunas cepas bacterianas son significativamente más aptas que otras. También muestra que la competencia en el suelo, más que la simbiosis con las plantas hospedantes, es lo que determina qué cepas bacterianas se están propagando.
"Los biólogos están ganando un mayor aprecio por las bacterias beneficiosas, pero todavía tenemos poco conocimiento de lo que las hace funcionar", dijo Sachs. "Al obtener una mejor comprensión de las bacterias beneficiosas en las plantas hospedadoras, podemos desarrollar herramientas para mejorar estas interaccionesen cultivos y biocombustibles ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Riverside . Original escrito por Iqbal Pittalwala. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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