¿Vacunas para las Plantas? Y la rizosfera con los pies en el suelo
Fuente: Colaje imágenes Google
Los investigadores que indagan en las disciplinas científicas funcionan como en cualquier otro colectivo. Si el interés por sus estudios decae también lo hacen sus ingresos y la capacidad de mantener a sus grupos de investigación. En el ámbito de la biotecnología vegetal, la concienciación pública sobre las plantas transgénicas y todo lo que conllevan ha ido cayendo en desgracia, por lo que hay que buscar nuevas vías para seguir tocando los genes, ya sea de los vegetales o de sus simbiontes que habitan en el suelo, es decir en la Rizosfera. Y de esos intentos surgen diversas alternativas, generalmente desafortunadas aunque ocasionalmente brillantes. ¿Vacunar plantas?. En la lucha de la humanidad contra la Pandemia de COVID-19, al menos a la hora de redactar este post, el palabro vacunas aparece todos los días y en todos los medios de comunicación de masas. ¿Qué mejor manera de publicitar un estudio que usar el mismo vocablo?. Francamente, la nota de prensa me parece tan espeluznante como confundente. En estos casos, la experiencia me dicta que muchos gabinetes de prensa institucional desarrollan una laborar penosa, siendo los autores de la indagación, meros espectadores o cómplices, en el peor de los casos. Y lo digo porque me ha ocurrido a mí personalmente y tuve que tumbar varias veces algunas noticias de esta guisa, ya que los plumillas, más que distorsionar incluso mentían descaradamente. Probablemente este sea el caso. Por un lado, la nota de prensa espeta obviedades ya conocidas desde hace tiempo, mientas que por otra lanza una asombrosa aseveración: “hemos demostrado la capacidad de ciertas bacterias que viven en las raíces de las plantas para alertar al sistema inmunitario de las plantas y poder defenderse en mejores condiciones ante el ataque de patógenos”. Se trata de un tema bien conocido y del que ya hemos hablado en abundantes post en nuestra bitácora. ¿Novedad?. También se menta textualmente: esta herramienta biotecnológica abre un abanico de posibilidades aplicadas al campo agroalimentario en la lucha contra plagas e infecciones de forma sostenible”. Empero hablar de posibilidades no es decir “certezas”. La bacteria Pseudomonas ya se ha utilizado en numerosas ocasiones, mientras que Arabidopsis thaliana resulta ser algo así como el conejillo de indias de los biotecnólogos vegetales. Y un estudio no puede ser aplaudido hasta que los resultados sean firmemente corroborados por otros autores. Así, por ejemplo, si ponéis en vuestro motor de búsqueda “Pseudomonas, plantas, beneficios” ya en el primer trabajo que ofrece Google en español castellano puede leerse “Algunas cepas de Pseudomonas colonizan de manera efectiva los órganos subterráneos de las plantas y promueven el crecimiento de la planta de manera consistente, reduciendo también la incidencia de enfermedades causadas, sobre todo, por un amplio rango de hongos patógenos del suelo”. No he tardado ni 10 segundos… poner los palabros y luego pinchar en buscar. ¡Vale, vale!…. Pseudomonas syringae resulta ser un patógeno, aunque otras pseudomonas son benéficas. Sin embargo, sorprende también esta frase: “. Los investigadores han demostrado qué mecanismos utilizan las bacterias para fortalecer el sistema inmune de las plantas”. Luego señalan a dos hormonas vegetales que defienden a las plantas de las infecciones de gran importancia: “el ácido salicílico y el ácido jasmónico”. Hablamos simple y llanamente de la rizosfera de las plantas y sus consabidas funciones benéficas, de organismos del suelo. Sin estas comunidades la mayoría de las plantas no crecerían, tal como ocurren si a los animales superiores nos erradicaran nuestros microbiomas. Empero las comunidades extremadamente diversas de las rizosferas, viven en medio edáfico y su composición y dinámica dista mucho de haber sido comprendida. No se trataría pues de vacunas sino de estimular las acciones benefactoras de estos ecosistemas microbianos.
Este tipo de publicaciones, en muchos casos, pueden tener interés desde un punto de vista profesional, pero ninguno para los potenciales lectores, ya sean agricultores o simplemente ciudadanos curiosos. Mi escepticismo deriva de la grandilocuencia y las múltiples dudas que la redacción de la nota de prensa genera en mis escocidas neuronas: ¿hay que vacunar a las plantas con productos específicos concretos para cada una de la totalidad de las enfermedades que las amenazan?. ¡Menudo negocio!: Miles y miles de vacunas con sus respectivas patentes y posiblemente a un precio desorbitado ¿Se trata de estimular la producción de tales hormonas por pate de la rizosfera? ¿Se ha experimentado con las cepas que proponen en el campo y en combinación con las multiples especies de las rizosferas naturales?. Mala noticia, ya sin entrar en su contenido, sino en su forma. Y como colofón el título de la misma: “Vacunas para plantas, la nueva era de la biotecnología vegetal en la producción agrícola”. ¡Guauauuuuu!. Los científicos somos responsables de las noticias que se dan sobre nuestras indagaciones. Visto lo visto, ya hace años que, cuando me solicitan una nota de prensa, o rechazo la invitación o exijo la inexcusable supervisión del texto final, ya que de no ser así, yo también caería en el grupo de los responsables. En consecuencia, os expongo también el resumen del trabajo original. Comparar y extraer vuestras propias conclusiones. Un abanico de posibilidades puede terminar en humo. Reitero que la noticia es confusa y confundente y apelar a palabros como vacuna en estos momentos sugiere que se trata de mero oportunismo, fuera del rigor del que debemos hacer gala los investigadores. ¿de que hablan los autores, de microrganismos eficientes bajo el vocablo “Bioeffectors” (que en Wikipedia lo equiparan a los archiconocidos biofertilizantes). Ya se comercializan en el mercado aunque, en mi opinión, con excesivo entusiasmo, a falta de comprobar debidamente su eficacia para la producción vegetal y garantizar la soberanía alimentaria. Empero este es otro asunto. ¿Qué hay de nuevo bajo el sol?.
Soy un apasionado de la divulgación científica, empero de la buena, ya que abundan las nauseabundas confusas y confundentes. Cuando la verdad se transforma en posverdad mal asunto para todos. No se trata de vender, sino de informar correctamente. ¡A vacunarse a vacunarse! Que es lo que deseamos la mayoría de los mortales en estos momentos traumáticamente pandémicos.
Fijaros al final del post del artículo publicitado de unos colegas y amigos de la Universidad de Córdoba UCO que versa sobre mejorar la producción vegetal. No versa de ¡vacunas! Comparar la claridad del mismo con la noticia que ha dado lugar a este post. La nota de prensa de la UCO resulta ser clara, humilde, concisa y rotunda. ¡Qué diferencia!. ¿Verdad?. ¡Claro! son mis entrañables amigos, reputados edafólogos como Torrent, Campillo y colaboradores, que dudo que permitieran a los plumillas la búsqueda de títulos ampulosos y grandilocuentes y a menudo posverdades.
Juan José Ibáñez
Continúa……….
Vacunas para plantas, la nueva era de la biotecnología vegetal en la producción agrícola
El uso de esta herramienta biotecnológica abre un abanico de posibilidades aplicadas al campo agroalimentario en la lucha contra plagas e infecciones de forma sostenible
El Grupo de Biotecnología de la interacción Planta-Microbioma de la Facultad de Farmacia dirigido por el catedrático Francisco Javier Gutiérrez-Mañero ha publicado recientemente en la revista Plants un artículo en el que demuestra que las vacunas para plantas son efectivas y más sostenibles que los pesticidas; lo que puede tener importantes aplicaciones en la producción agroalimentaria en la lucha contra infecciones y plagas. En concreto, han demostrado “la capacidad de ciertas bacterias que viven en las raíces de las plantas para alertar su sistema inmunitario y poder defenderse en mejores condiciones ante el ataque de patógenos”, según explica uno de los autores de la investigación, el Dr, José Antonio Lucas. En el estudio firman también la investigadora Helena Martín Rivilla y los profesores Ana García Villaraco y Beatriz Ramos Solano.
Uno de los mayores problemas a los que se enfrenta la agricultura actual para poder proporcionar alimentos a la población mundial son las plagas e infecciones. “La biotecnología vegetal puede contribuir a paliar esta situación produciendo vacunas para que sea el propio sistema inmunitario de la planta el que luche contra las plagas”, según explica el profesor José Antonio Lucas. “El sistema inmunitario innato de las plantas es capaz de establecer respuestas inmunes que son altamente específicas, con autorreactividad restringida y que, a menudo, generan una memoria de por vida contra los patógenos que la atacan”, detalla.
Durante el siglo XX, la industria agroalimentaria se centró en aumentar el rendimiento de los cultivos y en enfrentarse a las plagas mediante el uso de fertilizantes y fitosanitarios muy perjudiciales para la salud y el medio ambiente. Sin embargo, en el siglo XXI ha ido creciendo una conciencia sobre la seguridad alimentaria y la calidad de los alimentos, así como una conciencia socioeconómica y ambiental que persigue un desarrollo sostenible.
En esta línea se enmarca el trabajo del grupo publicado en la revista Plants; un estudio que forma parte de una tesis doctoral. “En dicho trabajo, hemos demostrado la capacidad de ciertas bacterias que viven en las raíces de las plantas para alertar al sistema inmunitario de las plantas y poder defenderse en mejores condiciones ante el ataque de patógenos”, afirman los autores. El fundamento usado es el mismo para la generación de vacunas humanas: ponen en guardia las defensas para que cuando llegue el patógeno la respuesta sea mucho más rápida y efectiva.
“El sistema inmunitario de las plantas carece de anticuerpos y células circulantes como en los vertebrados; pero dispone de mecanismo altamente sofisticados, precisos y eficaces con los que se defienden y sobreviven en condiciones de vida muy complicadas, derivadas de la necesidad de tener que enfrentarse a situaciones de estrés sin poder moverse”, explica el profesor Lucas. Los investigadores han demostrado qué mecanismos utilizan las bacterias para fortalecer el sistema inmune de las plantas, y qué rutas metabólicas usan para poner en marcha todas sus armas defensivas, basadas fundamentalmente en la activación de las dos vías principales de defensa medidas por dos hormonas vegetales muy importantes: el ácido salicílico y el ácido jasmónico.
Bioeffectors as Biotechnological Tools to Boost Plant Innate Immunity: Signal Transduction Pathways Involved
Plants 2020, 9(12), 1731; https://doi.org/10.3390/plants9121731; Received: 13 November 2020 / Revised: 1 December 2020 / Accepted: 2 December 2020 / Published: 8 December 2020.
Abstract
The use of beneficial rhizobacteria (bioeffectors) and their derived metabolic elicitors are efficient biotechnological alternatives in plant immune system elicitation. This work aimed to check the ability of 25 bacterial strains isolated from the rhizosphere of Nicotiana glauca, and selected for their biochemical traits from a group of 175, to trigger the innate immune system of Arabidopsis thaliana seedlings against the pathogen Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000. The five strains more effective in preventing pathogen infection were used to elucidate signal transduction pathways involved in the plant immune response by studying the differential expression of Salicylic acid and Jasmonic acid/Ethylene pathway marker genes. Some strains stimulated both pathways, while others stimulated either one or the other. The metabolic elicitors of two strains, chosen for the differential expression results of the genes studied, were extracted using n-hexane, ethyl acetate, and n-butanol, and their capacity to mimic bacterial effect to trigger the plant immune system was studied. N-hexane and ethyl acetate were the most effective fractions against the pathogen in both strains, achieving similar protection rates although gene expression responses were different from that obtained by the bacteria. These results open an amount of biotechnological possibilities to develop biological products for agriculture. View Full-Text
Resumen
El uso de rizobacterias beneficiosas (bioefectores) y sus inductores metabólicos derivados son alternativas biotecnológicas eficientes en la estimulación del sistema inmunológico de las plantas. Este trabajo tuvo como objetivo comprobar la capacidad de 25 cepas bacterianas aisladas de la rizosfera de Nicotiana glauca, y seleccionadas por sus características bioquímicas de un grupo de 175, para activar el sistema inmunológico innato de las plántulas de Arabidopsis thaliana contra el patógeno Pseudomonas syringae pv. tomate DC3000. Las cinco cepas más eficaces en la prevención de la infección por patógenos se utilizaron para dilucidar las vías de transducción de señales implicadas en la respuesta inmune de la planta mediante el estudio de la expresión diferencial de los genes marcadores de la vía del ácido salicílico y del ácido jasmónico / etileno. Algunas cepas estimularon ambas vías, mientras que otras estimularon una u otra. Los elicitores metabólicos de dos cepas, elegidos por los resultados de expresión diferencial de los genes estudiados, se extrajeron utilizando n-hexano, acetato de etilo y n-butanol, y se estudió su capacidad para imitar el efecto bacteriano para activar el sistema inmunológico de la planta. El N-hexano y el acetato de etilo fueron las fracciones más efectivas contra el patógeno en ambas cepas, logrando tasas de protección similares aunque las respuestas de expresión génica fueron diferentes a las obtenidas por las bacterias. Estos resultados abren una cantidad de posibilidades biotecnológicas para desarrollar productos biológicos para la agricultura. Ver texto completo
Una Buena Noticia o una Noticia científica bien redactada.
Efectos del equilibrio entre zinc y fósforo del suelo sobre el maíz
Conocer bien el suelo y estudiar los nutrientes en su conjunto, teniendo además en cuenta su relación, da una visión más completa y permite una fertilización más sostenible y rentable
Según un estudio de 2017, la deficiencia de zinc junto con la de vitamina A es la más extendida en la población mundial. Una de las causas radica en que los cereales que se consumen suelen presentar un bajo nivel de este mineral. La razón es que los suelos calcáreos, muy presentes en el entorno mediterráneo, suelen tener una alta deficiencia en zinc dando lugar a efectos negativos en el crecimiento de las plantas y, por tanto, en los alimentos que llegan al consumidor.
Con el objetivo de solventar la problemática de la deficiencia de zinc en suelos del área mediterránea, la Unidad de Edafología de la Unidad de Excelencia María de Maeztu, del departamento de Agronomía en la Universidad de Córdoba (DAUCO) en España comenzó hace unos años a estudiar las consecuencias que tenía este déficit sobre los cereales.
Como resultado de este trabajo los profesores de DAUCO María del Carmen del Campillo y José Torrent, acompañados de los investigadores Daniel Sacristán y Adrián González, han encontrado el ‘número mágico’, la relación óptima entre fósforo y zinc para el crecimiento del maíz en suelos mediterráneos.
Teniendo en cuenta que el fósforo tiende a amplificar los efectos negativos del déficit de zinc, los investigadores buscaron el equilibrio entre el fósforo (un nutriente esencial en el que el sector agrícola está muy interesado) y el zinc disponible, ya que si hay un exceso de fertilización con fósforo se desencadenan efectos negativos. Buscaban cuánto fósforo hacía falta para que la deficiencia de zinc se agravase afectando al rendimiento del maíz, y encontrar así el límite que no se debía sobrepasar.
De esta manera, se realizó un experimento con 20 suelos diferentes (6 no calcáreos y 14 calcáreos) con diferentes niveles de deficiencia de zinc, a los que se fue añadiendo fósforo a fin de comprobar cuál era la relación entre ambos elementos que mejores rendimientos daba para el maíz.
El resultado es que la proporción ideal entre estos dos nutrientes debe estar en un rango de 30–60. Así, la aplicación de fertilizantes de fósforo y de zinc en suelos con esta deficiencia debe tener como objetivo aumentar los niveles disponibles de los dos nutrientes, además de equilibrarlos en la proporción adecuada para un buen rendimiento de la planta.
Con este trabajo se da luz a una fertilización más sostenible, de precisión, en la que se añade al suelo justamente lo que necesita la planta sin excederse, tratando de no alterar el equilibrio y, además, ahorrando costes para la comunidad agrícola y aumentando el rendimiento de sus cultivos.
En definitiva, conocer bien el suelo y estudiar los nutrientes en su conjunto, teniendo además en cuenta su relación, da una visión más completa y permite una fertilización más sostenible y rentable.
El estudio, titulado “Optimum Olsen Phosphorus/ZincDTPA ratio for the initial growth of maize in agricultural soils of the Mediterranean region”, se ha publicado en la revista académica Journal of the Science of Food and Agriculture.