La Universidad de Córdoba investiga cómo obtener microbioma sintético que permita mejorar la defensa natural de los cultivos

La Universidad de Córdoba participa en un proyecto para analizar los microbios que conforman la barrera defensiva en los cultivos con el fin de desarrollar un microbioma sintético a partir de los microorganismos principales que lo componen, lo que reforzaría el sistema de defensa de las plantas.
La UCO ha informado hoy que muchos cultivos, se ve afectado por distintos patógenos, entre ellos el "Fusarium oxysporum", un hongo con una alta capacidad de mutación que ataca más de un centenar de especies distintas colonizando su sistema vascular.
Con el objetivo de poner freno a este riesgo, el grupo ha obtenido distintas muestras de suelo en zonas de cultivo de tomate en Córdoba y ya ha aislado cerca de un millar de microorganismos que componen el microbioma, y que están presentes tanto en la raíz de la planta como en la rizosfera, la parte del suelo inmediata a las raíces vivas del cultivo.
Actualmente, se están identificando las especies de estos microbios mediante secuenciación genética, ha indicado la UCO.
El microbioma artificial resultante podría aplicarse al plantar la semilla o añadirse con un sustrato al suelo para que ayude al propio microbioma natural a ejercer sus funciones defensiva.

Proyecto Foundation: identificar los genes del Fusarium responsables de su virulencia

Es probable que las personas ajenas al mundo de la agricultura nunca hayan oído hablar de él, pero para aquellas que se dedican al sector supone un auténtico quebradero de cabeza. Fusarium oxysporumes es posiblemente uno de los hongos patógenos más importantes del mundo debido a su capacidad para atacar más de cien cultivos distintos. Puede pasar desapercibido en el suelo durante más de 30 años y, cuando su presencia se deja notar, ya suele ser demasiado tarde para los cultivos afectados.

Tras germinar las esporas en el suelo, el hongo crece directo hacia la raíz de la planta y luego coloniza todo su sistema vascular, justo por donde se transporta el agua. Por si fuera poco, Fusarium tiene una alta capacidad de mutación, por lo que es capaz de desarrollar nuevas variedades que afectan a cultivos anteriormente resistentes al patógeno. De hecho, actualmente, una nueva raza está causando graves estragos en buena parte de las plantaciones de banano del mundo, ya que la mayoría de ellos se cultivan a partir de esquejes y son genéticamente idénticos.

Aunque las fases en las que el hongo penetra la raíz y posteriormente coloniza los vasos de la planta están ampliamente descritas, existe una etapa intermedia crítica y bastante menos conocida, en la que debe evadir el sistema inmune de la planta, un sistema bastante eficaz que permite a los cultivos defenderse de los millones de organismos que pueblan el suelo y que sin embargo pierde su eficacia frente a Fusarium.

Conocer exactamente cómo supera el patógeno esta barrera defensiva es precisamente el objetivo del proyecto de Investigación Marie Curie ‘Foundation’, que está siendo ejecutado por el grupo de Genética Molecular de la Patogénesis Fúngica de la Universidad de Córdoba. Según destaca el catedrático de Genética y responsable del estudio, Antonio Di Pietro, se sospecha que el hongo produce unas moléculas inmunosupresoras llamadas "efectores", “cuya identidad y mecanismo se desconoce en la actualidad”. Este conocimiento, subraya, “podría permitirnos hallar la manera de dificultarle al patógeno la entrada al sistema vascular de la planta”.

Para ello, el investigador Amey Redkar, beneficiario del proyecto, ha desarrollado un método para extraer el fluido apoplástico de las plantas infectadas, un líquido que se encuentra entre las células de la raíz y que contiene las proteínas inmunosupresoras secretadas por el hongo. El próximo paso es encontrar los genes del patógeno que codifican esas proteínas y suprimirlos para comprobar cuáles de ellas son responsables de la virulencia del patógeno.
Por el momento, se han realizado estos experimentos en arabidopsis, una planta modelo; banano, un cultivo de gran importancia económica; y tomate, una especie con la que el grupo tiene una dilatada experiencia investigadora. “Ya hemos identificado algunas proteínas y la técnica para extraerlas ha sido estandarizada y ha funcionado mejor de lo que pensábamos”, reconoce Di Pietro. Ahora queda la parte más laboriosa: identificar los distintos genes que están implicados para detener al hongo en la fase inicial de la infección y salvaguardar la integridad de la planta.

En cualquier caso, la batalla contra este peligroso patógeno será a contrarreloj. Según un informe reciente de la Organización de la Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), si no se toman las medidas oportunas, tan solo la raza tropical TR4 de Fusarium podría dañar 36 millones de toneladas de banano en los próximos 20 años, lo que representa una pérdida de 8.420 millones de euros.