17/11/2016

Descrita una nueva especie de bacteria que fija nitrógeno para una leguminosa

Algunas bacterias forman nódulos en las raíces de las leguminosas, una asociación que le proporciona a estas plantas nutrientes esenciales, en particular, el nitrógeno. Científicos españoles acaban de describir una nueva especie de bacteria capaz de establecer esta simbiosis. El nuevo microorganismo, denominado Mesorhizobium olivaresii, fue aislado en Granada en nódulos de la leguminosa Lotus corniculatus gracias a una investigación en la que ha participado el Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Salamanca (IRNASA-CSIC).

“La diversidad microbiana es mucho más grande de lo que pensábamos, no dejan de aparecer nuevas especies que establecen estas simbiosis fijadoras de nitrógeno con leguminosas”, afirma Álvaro Peix, investigador del IRNASA, en declaraciones a DiCYT. En la actualidad se sabe que esa asociación entre planta y microorganismo depende, entre otros factores, de los genes de las bacterias destinados a formar los nódulos, de manera que “puede haber distintas especies de bacterias que nodulen una misma leguminosa y lo contrario, una misma leguminosa puede ser nodulada por distintas especies de bacterias”.

Lo curioso es que los genes de nodulación son elementos genéticos móviles que pueden transferirse entre distintas bacterias en la rizosfera, es decir, la zona del suelo en la que se desarrollan las raíces de las plantas. Por eso, a pesar de que algunas leguminosas son restrictivas y sólo pueden ser noduladas por un tipo de genes, dichos genes pueden estar presentes en diferentes especies bacterianas.

Es más, existe una “coevolución” entre las leguminosas y los microorganismos. Las bacterias de la rizosfera penetran en las raíces, pero no siempre existe una concordancia entre la microbiota que está fuera y la que está dentro. “En algunos casos las bacterias endófitas se pueden transmitir de generación en generación de plantas a través de las semillas”, comenta.

Todas estas relaciones con los microorganismos son muy importantes para el desarrollo de las plantas, ya que les proporcionan nitrógeno y en ocasiones favorecen su crecimiento y resistencia frente a enfermedades a través de distintos mecanismos. Los científicos se han interesado por este tema porque tiene mucho que ver con la sostenibilidad, ya que las bacterias pueden actuar como fertilizantes naturales que sustituyan en parte a los productos químicos contaminantes que se utilizan en la agricultura. “Cuando comenzaron los estudios sobre los nódulos de las leguminosas y la simbiosis fijadora de nitrógeno se centraron en las que tienen un interés agronómico, como los garbanzos, las judías o las plantas forrajeras”, señala el experto, “pero hoy en día se van extendiendo a también a las leguminosas silvestres”.

En el caso de Lotus corniculatus, es una planta de unos 20 centímetros y de flores amarillas que además de encontrarse silvestre en la región mediterránea, se utiliza como leguminosa forrajera en algunos países, y es muy útil para la formación de praderas perennes. Se puede utilizar para pastoreo o también henificada. Sin embargo, los investigadores se han dado cuenta de que estudiar la biodiversidad de bacterias endosimbiontes en leguminosas silvestres, incluso las que no se utilizan comercialmente, también tiene un interés agronómico, porque cualquier bacteria endosimbionte puede ser potencialmente de interés para la formulación de biofertilizantes. Además, “hay efectos de promoción de crecimiento vegetal incluso en plantas no leguminosas que no se debe a la fijación de nitrógeno, sino a otros mecanismos, como la movilización de otros nutriente, la producción de hormonas de crecimiento vegetal o la activación de las defensas de la planta, entre otros”.

Interés ecológico

Asimismo, hay que tener en cuenta que el interés de una planta no sólo está en el ámbito de la producción agrícola, sino también en su valor ecológico. “Las leguminosas son pioneras en la colonización de espacios degradados”, precisamente porque su simbiosis con las bacterias que forman los nódulos, denominadas genéricamente rizobios, les permite prosperar en suelos con pocos nutrientes. En un suelo que ha sufrido un incendio, erosión, contaminación o cualquier tipo de estrés, estas plantas pueden ser las más apropiadas. En particular, Lotus corniculatus es capaz de crecer en suelos contaminados.

Por otra parte, en lo que se refiere a la aplicabilidad de las bacterias como biofertilizantes, “la investigación básica abre las puertas a la aplicada, conocer las bases moleculares es fundamental”. De hecho, las variaciones que en algunas ocasiones se dan en el éxito de este tipo de estudios una vez que se llevan al campo se debe en gran parte a que hay lagunas de conocimiento”, opina Álvaro Peix.

Sin embargo, el espectacular desarrollo de las tecnologías de secuenciación masiva de los últimos años hace posible que se estén llenando esos huecos con gran rapidez. Los primeros genomas completos secuenciados de bacterias se obtuvieron hace apenas una década, pero “el año pasado ya estaban las secuencias de 45.000 genomas bacterianos depositadas en bases de datos y este año ya suman más de 70.000”, apunta el investigador. El abaratamiento de las técnicas y la gran rapidez con la que se puede secuenciar hoy en día hace que se estén descubriendo nuevas especies de bacterias con gran rapidez. Asimismo, se está propiciando una revisión de sus relaciones filogenéticas, como también ocurre en animales y plantas, que están propiciando reclasificaciones.

En esta investigación, publicada por la revista científica Systematic and Applied Microbiology, además del IRNASA también han participado la Universidad de Salamanca y la Estación Experimental del Zaidín, centro del CSIC de Granada. Fuente: JPA/DICYT


Referencia bibliográfica

Lorite, M.J.; Flores-Félix, J.D.; Peix, A.; Sanjuán, J.; Velázquez, E. 2016. Mesorhizobium olivaresii sp. nov. isolated from Lotus corniculatus nodules. Systematic and Applied Microbiology. http://dx.doi.org/10.1016/j.syapm.2016.09.003

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