Una alianza fértil con las bacterias

José Eduardo Marqués observa al microscopio las raíces de ‘Hellianthemum almeriense’, junto a Asunción Morte./ Juan Carlos Caval / AGM
José Eduardo Marqués observa al microscopio las raíces de ‘Hellianthemum almeriense’, junto a Asunción Morte. / Juan Carlos Caval / AGM

El grupo de Micología-Micorrizas de la UMU cultiva microorganismos a la carta que favorecen el crecimiento de las plantaciones y reducen el consumo de agua e insumos

Pepa García
PEPA GARCÍA

«La naturaleza es sabia. Tenemos mucho que aprender de ella. Está todo ahí, solo hay que observarla». Así comienza Asunción Morte su explicación sobre las últimas investigaciones que lleva a cabo el grupo de Micología y Micorrizas de la Facultad de Biología de la Universidad de Murcia (UMU). Un equipo que se ha convertido en punta de lanza de la micorrización de plantas con trufas del desierto, y origen de la 'spin-off' Thader Biotechnology, desde las que las comercializan y cuyos ingresos revierten en los proyectos de investigación.

«Cuando se produce planta micorrizada para su venta, lo tenemos que hacer 'in vivo', pero también 'in vitro' para tener una producción de planta continua», introduce Morte. 'In vivo', manipulando las semillas de la planta y las esporas del hongo con las que se casan, el sistema es más económico y menos especializado; sin embargo, en este mismo sistema, más de la mitad de las plántulas morían antes de las cuatro semanas. «¿Por qué?, nos preguntamos. Y volvimos al campo a ver qué había en el suelo que las hacía crecer. Siempre hay que volver», insiste la investigadora.

En el suelo, un ambiente natural muy rico en flora microbiana, hay muchas bacterias que promueven el crecimiento vegetal. Así que, partiendo de ese conocimiento inicial, tomaron muestras, en otoño y primavera, del suelo rizosférico en el que crecen las trufas del desierto de las raíces micorrizadas y del peridio (piel de las trufas).

Duplican el crecimiento de frutos y hortalizas, ahorran el 20% del agua y más del 50% de los fertilizantes

Aislaron los microorganismos que encontraron y los incubaron en un medio de cultivo. «Conseguimos aislar 64 bacterias, que se caracterizaron fenotípicamente: si eran florescentes o no; coco o bacilos; grampositivo o gramnegativo; si formaban endosporas o si eran móviles», va detallando cada paso.

Una vez clasificadas, trabajaron para averiguar qué eran: «secuenciamos el gen 16s del ADN ribosómico, que está altamente conservado en bacterias, lo amplificamos y obtuvimos 45 cepas de bacterias, con sus nombres y apellidos, distribuidas en 15 géneros».

La mayoría de las bacterias identificadas provenían del suelo (44%), le seguían las de las raíces (33%) y en el peridio de la trufa era donde menos abundantes eran (23%). «De esos géneros, la mitad eran 'Pseudomonas', clave en la composición de las bacterias del suelo; el 11% eran 'Bacillus' y un 9% 'Variovorax'». Les quedaba por descubrir, de esas 45 cepas bacterianas, cuáles tenían actividad beneficiosa para las plantas o PGPR (rizobacteria que promueve el crecimiento de la planta, por sus siglas en inglés Plant Growth Promoting Rhizobacteria), es decir, que son beneficiosas para el crecimiento, mejoran la supervivencia, el enraizamiento y la nutrición de la planta.

Los estudios sobre cuatro actividades PGPR descubrieron que un alto porcentaje, el 60%, (27 cepas) no favorecía ninguna de estas cuatro actividades; el 40% (18 cepas) desempeñaba al menos una de estas actividades y un 18% de estas (8) favorecían dos de estas actividades. «Solo una cepa llevaba a cabo tres de las actividades analizadas. Es una superbacteria», recuerda emocionada Morte, que aclara que se estudió si las bacterias solubilizaban el fósforo, poniéndolo a disposición de la planta con la que se asocia; si producían auxinas, «unas hormonas de enraizamiento»; si servían para producir sideróforos, «hacen que el hierro se encuentre en estado soluble en el suelo»; y, por último, indagaron si las bacterias producían la enzima ACC desaminasa, «que desamina (quita el amonio) un precursor del etileno, que es una hormona que acelera el envejecimiento, el metabolismo, y en exceso no es buena. La presencia de la bacteria hace que se forme menos etileno y, al liberar el grupo de aminos, deja a disposición de la planta más nitrógeno, uno de los macroelementos, junto con el fósforo)», va detallando la investigadora de la UMU.

'Pseudomonas fluorescens', del género mayoritario, tenía tres de estas actividades y, «con las cepas caracterizadas, comenzó el bioensayo», para conocer cómo afectaban las alianzas de las plantas con estas bacterias en su supervivencia inicial, su crecimiento y la micorrización con los hongos.

Así, el equipo seleccionó las bacterias que más fósforo solubilizaban y las que producían más auxinas, más sideróforos y más ACC desaminasa. Aplicadas las bacterias en las distintas fases de crecimiento de las plantas, descubrieron que solo la 'superbacteria' mejoraba la supervivencia en las primeras semanas, así como la combinación de varias bacterias. Igualmente, la combinación de varias bacterias o la 'Pseudomonas fluorescens' actuó como un biofertilizante natural, que permitió a las plantas en estudio absorber más nutrientes del sustrato, sacándole más rendimiento. «Así, con ayuda de un agente biológico se puede reducir la aplicación de nutrientes químicos a las plantaciones, evitando, además del gasto innecesario, que se acumulen sales en el suelo y su consiguiente deterioro y el del entorno», aclara Morte, que afirma que es fundamental la microbiota del suelo, en la que hay bacterias funcionales que mejoran los resultados de los cultivos que se llevan a cabo en ellos. Y, además, comprobaron que la alianza de las plantas con la flora microbacteriana del suelo era «crucial para su supervivencia, lo que permitía eliminar uno de los cuellos de botella biológicos» que se encontraba el grupo a la hora de reproducir la planta.

Durante el bioensayo, además, descubrimos que, con el paso del tiempo, incluso en el grupo control, al que no se habían inoculado bacterias, tenían colonias de bacterias, casualmente todas de 'Pseudomonas fluorescens', que habían obtenido del aire y del ambiente. Una prueba más de su importancia en el desarrollo de las plantas.

También en la micorrización descubrieron el papel fundamental de las bacterias productoras de auxinas, que incrementaban la proporción del sistema radicular de las plantas con respecto a su parte aérea. Pero, en concreto, dieron con 'Pseudomonas mandelii', que «aumentaban un 84% el sistema radicular, pero no porque promoviera su crecimiento, sino la micorrización», explica la investigadora, que adelanta que ahora están estudiando el mecanismo de 'mandelii', que facilita el proceso de micorrización de planta y hongo.

A la carta

«Ahora podemos usar bacterias a la carta para producir una buena calidad de plantas», resumen desde el equipo de Micología y Micorrizas de la UMU, que al tiempo que investigó las bacterias para mejorar el cultivo de 'Hellianthemum almeriense' micorrizado con 'Terfezia claveryi' -también ensayan ya con otras variedades de trufa como la 'Picoa lefebvrei' y 'Terfezia arenaria' con apoyo de la Fundación Séneca-, llevaron a cabo otro estudio para mejorar el cultivo de hortícolas, mucho más extendido en la Región y a nivel mundial.

«Seguimos el mismo procedimiento, fuimos al campo y recogimos material para caracterizar la bacterias que ya vendemos en Thader Biotechnology: 'Bacillus' para favorecer la solubilización del potasio; 'Azospirillum', que solubiliza el nitrógeno'; y 'Pseudomonas' para que liberan el fósforo. «Crecen en tres días, después de pasar por el fermentador, en un biorreactor y se venden por litros para aplicarlos con el riego», cuenta Morte, que asegura que actualmente se usan ya en la Región en garbanzos, almendros, albaricoqueros, lechugas, tomates, patatas, cebollas, ajos, melones,...

Según han podido comprobar, entre sus efectos beneficiosos, se duplica el crecimiento -«se producen, por ejemplo, lechugas y melones de mucho mayor calibre», detallan-; «favorece un ahorro del 20% de agua en los riegos y se reduce la necesidad de fertilizantes en más de un 50%, además de aumentar la resistencia de los cultivos a muchos patógenos», cuantifican los investigadores, para quien este tipo de investigaciones es una de las principales líneas para practicar una agricultura sostenible, que conserve la riqueza del suelo, e incluso ecológica.

Nueve especies nuevas para la ciencia

Juan Julián Bordallo, Antonio Rodríguez y Francisco Arenas, también miembros del grupo Micología-Micorrizas de la UMU, trabajan en la identificación de las distintas especies del hongo que produce las trufas del desierto. Este proyecto, que financia la Fundación Séneca, les ha permitido descubrir ya nueve especies nuevas de este hongo para la ciencia. «Estamos descubriendo mucha más variedad de la que pensábamos que había», asegura la investigadora Asunción Morte, que reconoce que el suyo es un campo aún por explorar. Ahora, tienen intención de dedicar la siguiente especie que descubran al catedrático de Botánica de la UMU, Mario Honrubia, que falleció hace ahora dos años.

Un decreto para que no den gato por liebre

Asunción Morte, una de las principales expertas a nivel mundial en micorrización, participa con el Ministerio y junto a un grupo de especialistas de España, «desde hace 6 o 7 años», en la elaboración de un protocolo que permita certificar que las plantas que se venden están, efectivamente, micorrizadas, «porque hay mucho engaño», asegura Morte y añade que eso desprestigia a todo el sector. «Ahora parece que, por fin, en junio va a salir el real decreto para que la Administración pueda controlar y certificar la planta micorrizada que se pone a la venta, para que nadie dé gato por liebre», avanza.

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