Estudian microorganismos que cumplirían rol clave en el CICLO DE VIDA de las plantas

La comunidad microbiana entregaría un apoyo fundamental en la obtención de nutrientes, desarrollo de raíces y acceso al agua durante el breve periodo de tiempo de vida de la pata de guanaco, una de las flores más emblemáticas del desierto florido.

Ciencia y Medio Ambiente 21/11/2022 Ceaza (*)
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La pata de guanaco es una planta anual, su ciclo de vida es muy corto. En tres a cuatro meses se desarrolla desde la semilla hasta la floración y luego genera semillas.

Fotos: Ceaza

El Desierto de Atacama atrae a muchos visitantes por sus flores, que tiñen de diversos colores al desierto más árido del mundo. Bajo este manto florido, también suceden fenómenos sorprendentes para el mundo científico y por esta razón, es que el Laboratorio de Microbiología Aplicada del Centro Científico CEAZA viajó hasta la zona de Caldera en la Región de Atacama para desarrollar un muestreo que viene realizando desde el año 2015, cuando ocurrió el anterior desierto florido.

Específicamente, el grupo de científicos está interesado en estudiar los microorganismos que se encuentran en las raíces y suelo en el que crece una de las especies más características del desierto florido y que forman extensos mantos de color fucsia: la pata de guanaco (Cistanthe longiscapa). 

La doctora Alexandra Stoll, líder del Laboratorio de Microbiología Aplicada del CEAZA detalla que “la pata de guanaco es una planta anual, su ciclo de vida es muy corto, de hasta 3-4 meses. En este periodo de tiempo se desarrolla desde la semilla hasta la floración y luego genera semillas, que perduran en el suelo hasta que la próxima vez abundantes precipitaciones permitan que germine y viva otro ciclo”.

NUTRIENTES

La capacidad que posee la pata de guanaco de transformar en tan poco tiempo un ambiente con condiciones extremas genera muchas preguntas. Desde el Centro Científico CEAZA han realizado investigaciones que plantean que la interacción entre los microorganismos y la planta cumpliría un importante papel: contribuye a la adquisición de nutrientes esenciales por parte de la planta, entre ellos el nitrógeno y el fósforo. Además, fomenta el desarrollo de raíces, que permiten el acceso al agua y fuentes de nutrientes, junto con aumentar sus defensas contra enfermedades.

“La planta cambia la presencia de ciertos microorganismos y elige a aquellos que le traen beneficios para su alimentación o le ayudan a sobrevivir en este lugar”.

La investigadora además indica que la planta es capaz de seleccionar aquellos microorganismos que son benéficos para su desarrollo. “Desde la microbiología es muy interesante estudiar cómo esta planta en tan poco tiempo de vida, puede modificar la comunidad microbiana. La planta cambia la presencia de ciertos microorganismos y elige a aquellos que le traen beneficios para su alimentación o le ayudan a sobrevivir en este lugar”, explica la doctora Stoll.

En el anterior evento de desierto florido ocurrido el 2015, el Laboratorio de Microbiología del CEAZA realizó un primer estudio para comprender la relación entre la pata de guanaco y su comunidad microbiana.  “Ahora, han pasado siete años sin muchas precipitaciones y regresamos al mismo lugar con desierto florido ya que nos interesa estudiar si la comunidad de microorganismos que en estos momentos encontramos en la raíz de la planta se asemeja a aquella comunidad que estudiamos hace siete años atrás”, relata.

Juan Pablo Araya, estudiante de doctorado del Laboratorio de Microbiología Aplicada del CEAZA explica que “nuestro interés está enfocado en aquellos microorganismos que tienen capacidades para potenciar a las plantas en su crecimiento, desarrollo y adaptación a ciertos tipos de ambiente y este es un ambiente muy particular, donde con un pulso de agua estas plantas tienen que florecer para poder dejar descendencia y semillas para los próximos años. En este sentido, como Laboratorio de Microbiología hemos descubierto que muchos de estos microorganismos tienen la capacidad de poder potenciar el crecimiento de las plantas a través de distintos mecanismos”.

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En el anterior evento de desierto florido ocurrido el 2015, el Laboratorio de Microbiología realizó un primer estudio para comprender la relación entre la pata de guanaco y su comunidad microbiana.

(*) Centro de Estudios Avanzados en Zonas Áridas.


Creciente interés en tecnologías 

basadas en la biología y ecología

La revista científica Scientific Reports publicó durante el año 2021 más de 1080 papers relacionados a microbiología y una de las investigaciones del Laboratorio de Microbiología del CEAZA, se encuentra dentro de las 100 más leídas a nivel internacional. Ello da cuenta del creciente interés en el conocimiento sobre tecnologías basadas en la biología y ecología junto con el nivel de excelencia que ha alcanzado este grupo de investigadores con sede en la Región de Coquimbo.

En este caso particular, se trata del uso del microorganismo Bacillus velezensis (una bacteria promotora de crecimiento vegetal, PGPR según sus siglas en inglés), que puede mejorar el desarrollo de diferentes variedades de vegetales agrocomerciales como albahaca, repollo, tomate; y con efectos más potentes en pimentón, que además experimenta un significativo incremento en su contenido de vitamina C, entre otras cualidades.

“Los microorganismos benéficos interactúan con plantas a través de distintas vías y modulan su metabolismo, así como la comunidad microbiana asociada. El resultado es una planta más vigorosa, con mejores defensas y/o mejor fitness, que se puede traducir en una mejor productividad, por ejemplo, con más frutos y más grandes o con más contenido de algún compuesto de interés”, explica la doctora Stoll, investigadora del CEAZA y autora principal del trabajo.

Según la doctora Stoll, la investigación científica que realizaron marca un precedente importante. “Muchos artículos científicos contienen datos experimentales de sus cepas microbianas, pero no comprueban un efecto en el sistema productivo. En este sentido, esta publicación da el paso de la validación en un espacio productivo, demostrando el efecto positivo de un manejo integral con microorganismos. También demuestra que la eficiencia de esta tecnología está dada por distintos factores, como, por ejemplo, el tipo de cultivo y el momento de aplicación. Esta información va en línea con investigaciones anteriores que hemos realizado como equipo y que demuestran que es posible mantener la productividad por hectárea, reduciendo la fertilización considerablemente, hasta un 50%”.

Respecto a la motivación del sector agrícola por incorporar este conocimiento, la científica indica que “a nivel regional y nacional hay mucho interés en nuestros resultados de investigación, particularmente en la transferencia tecnológica. Hemos tenido acercamientos con distintas empresas de insumos agrícolas interesadas en escalar y llevar a mercado bioinsumos basados en nuestras cepas”.

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