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Microbioma frente a estrés salino

La escasez mundial de recursos hídricos, en conjunto con la salinización del suelo, se vuelven factores abióticos que limitan el desarrollo de las plantas, se estima que un 50% de las tierras cultivables estarán afectadas por estos tipos de estrés para el 2050 (FAO).

El estrés ambiental es una fuerte restricción para el aumento de la productividad y de la extensión de los cultivos. Incluso bajo condiciones de producción protegida como invernaderos y túneles se presentan eventos de estrés abiótico que disminuyen la productividad y calidad de los cultivos. La salinidad en el suelo o en el agua de riego es uno de los factores ambientales que más limita la producción vegetal. En España se calcula que unas 800.000 hectáreas son improductivas debido a la alta concentración de sales que poseen.

Uno de los síntomas característicos de la salinidad en las plantas es la aparición de zonas cloróticas y, a más largo plazo, la aparición de zonas necróticas en los márgenes de las hojas; síntomas que afectan directamente al crecimiento de las plantas y al peso del fruto, entre otros.

El microbioma rizosférico juega un papel muy importante en el desarrollo de las plantas, este cuenta con diversas estrategias que ayudan a las plantas a enfrentarse a diferentes tipos de estrés biótico (patógenos, herbívoros, etc.) y abiótico (salinidad, sequía, temperaturas extremas o toxicidad por metales pesados). Algunos de los mecanismos más importantes involucrados en mitigar el estrés son la regulación de fitohormonas, la resistencia sistémica inducida (ISR), la producción de antioxidantes y la degradación del etileno, entre otros.

En condiciones de salinidad el efecto de protección de las PGPRs consiste en reducir la producción de etileno. El etileno es una hormona vegetal (fitohormona) indispensable (Hahm, et al 2017, Subramanian et al., 2016) durante todo el ciclo de vida de las plantas; puede estimular o inhibir procesos fisiológicos como la regulación de la germinación, la elongación y proliferación celular, la maduración de los frutos o la senescencia y la caída de hojas y frutos. El etileno es reconocido, principalmente, como regulador clave en la respuesta de las plantas al estrés biótico o abiótico.

Una vez formado el etileno, estimula cambios morfológicos y fisiológicos en las células de tejidos como la raíz, el tallo, las hojas o los frutos. Estos cambios son los que finalmente llegamos a observar en las plantas estresadas (daños).

Existen microorganismos (PGPR) que ayudan a las plantas a disminuir las concentraciones de etileno, generado por los cambios desfavorables en el ambiente, y de este modo evitar la senescencia y la muerte prematura.

Estos microorganismos, cuentan con la capacidad de sintetizar una proteína que rompe el compuesto ácido 1-aminociclopropano-1-carboxílico (ACC), responsable da la formación de etileno, llamada desaminasa del ACC o ACC desaminasa.

Esquema 1. Mecanismo anti-estrés de las plantas y modo de acción de BACNIFOS®️ (producto a base de microorganismos beneficiosos).

*SAM sintetasa: enzima S-adenosil-L-metionina sintetasa; SAM: S-adenosil-L-metionina; ACC: ácido 1-aminociclopropano-1-carboxílico; ACC sintasa: ácido 1-aminociclopropano-1-carboxílico sintasa.

Esta enzima evita que el ACC sea transformado en etileno, y en su lugar se libere amonio NH3 (el mismo presente en el aminoácido L-metionina), y α-cetobutirato (α-CB) (un metabolito común de plantas y animales); ambos compuestos pueden ser metabolizados por la planta o por las bacterias.

Con este mecanismo antiestrés, las PGPR obtienen una fuente de nitrógeno y, por otro lado, se abre un canal de sumidero para el ACC, provocando que los niveles de ACC dentro de la planta disminuyan, y por tanto la cantidad de etileno que podría llegar a formarse, también se reduzca. Finalmente, gracias a las rizobacterias, las plantas aumentan su resistencia a los efectos inhibitorios del etileno producido como consecuencia directa del estrés biótico y abiótico.

TRICHODEX®️ como empresa comprometida con el medioambiente, ha desarrollado dentro de su línea de biofertilizantes basados en el microbioma, el producto BACNIFOS®️ con bacterias altamente eficaces en la formación de ACC desaminasa y por tanto capaces de mitigar el efecto nocivo en la plantas en condiciones de estrés.

BACNIFOS®️ en un ensayo de pimiento con estrés salino severo, aumenta la longitud de las plantas y el número de botones florales, en un 29,7% y 51,6% respectivamente (con respecto al control bajo estrés salino) mejora así los parámetros fisiológicos y productivos del cultivo.

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