13 de julio de 2017
Más del 90% de plantas terrestres, en sus raíces, forman asociaciones simbióticas con hongos del suelo. Estas asociaciones simbióticas se denominan micorrizas, y hace aproximadamente 505 millones de años permitieron la colonización de la tierra por parte de las plantas vasculares, y por tanto la vida en el planeta tal como lo conocemos. La planta provee al hongo productos de la fotosíntesis, como energía y carbono, en cuanto el hongo provee a la planta nutrientes esenciales y poco disponibles para la planta, como nitrógeno y fósforo. Las redes subterráneas que forman uno solo de estos hongos pueden llegar a extenderse incluso por hectáreas de bosque, conectando en el suelo a cientos de árboles y plantas de decenas de especies. Mediante estas redes, las plantas “comunican” posibles amenazas como patógenos y herbívoros, y los nutrientes son transportados de áreas con suficiencia a áreas con deficiencia de nutrientes.
Una de las fronteras agrícolas de Chile se encuentra en la región centro-sur, específicamente en las regiones de La Araucanía, Los Ríos y Los Lagos. Las intensas lluvias, bajas temperaturas, actividad volcánica y otros disturbios naturales, así como antropogénicos, hacen que la producción agrícola en el centro-sur de Chile sea todo un desafío. Esto se ve reflejado en las características de los suelos de la región, que tienen origen volcánico (Andosoles): tienen bajísimos niveles de nitrógeno y fósforo, y altísimos niveles de aluminio. El fósforo y el nitrógeno son nutrientes esenciales, ya que son utilizados en compuestos biológicos como las proteínas, enzimas y el ADN. Por otra parte, el aluminio en exceso resulta tóxico para las plantas. Como si esto no fuera suficiente, estos suelos usualmente son ácidos, lo que también limita el crecimiento vegetal.
¿Cómo sostener cultivos en estas condiciones tan adversas? Desde 1981, el Laboratorio de Micorrizas, de la Universidad de La Frontera, en Temuco y en cabeza del Dr. Fernando Borie, ha estado desarrollando programas de selección y mejoramiento de cereales que resistan estas condiciones de suelos pobres en nutrientes y con niveles tóxicos de aluminio. El foco de investigación ha estado centrado en entender los mecanismos bioquímicos, fisiológicos y ecológicos mediante los cuales las micorrizas confieren resistencia a las mencionadas condiciones extremas del suelo.
Recientemente, y como resultado del posdoctorado de la Dra. Paula Aguilera en la misma Universidad de La Frontera, publicamos un artículo sobre este tema en la revista Agriculture, Ecosystems and Environment. En este artículo investigamos cual es el impacto del proceso de selección de cereales tolerantes a condiciones tóxicas de aluminio, en las micorrizas arbusculares que se asocian a los mismos. Las micorrizas arbusculares son el tipo de micorriza más común, presente en más del 80% de plantas terrestres, y se caracterizan porque al colonizar las raíces, penetran las células vegetales -en contraste al segundo tipo de micorriza más común, las ectomicorrizas, que recubren las células vegetales, pero no las penetran.
En este trabajo tuvimos dos tratamientos: altas concentraciones de aluminio en el suelo, y bajas concentraciones de aluminio. Estos tratamientos los probamos en cinco especies de cereales, por triplicado: avena (Avena sativa), cebada (Hordeum vulgare), trigo candeal (Triticum durum, x. Triticosecale Wittmack), centeno (Secale cereale), y trigo pan (Triticum aestivum). La colonización de las raíces por parte de las micorrizas arbusculares, en todos los cereales bajo los dos tratamientos, fue superior al 80%. Esto es un valor bastante alto, pues indica el porcentaje de las raíces que es ocupado por hifas de hongos (´hileras´ de células), evidenciando la gran dependencia de los cereales en los hongos. Las micorrizas arbusculares se reproducen mediante esporas, de diversos formas, tamaños y colores, que además permiten identificar las diferentes especies -hasta el momento se han identificado aproximadamente unas 240 especies de esta forma.
Los mayores números de especies de micorrizas arbusculares fueron encontrados en los tratamientos de trigo candeal y trigo pan con altas concentraciones de aluminio. Un total de 10000 esporas fueron identificadas morfológicamente en este estudio. Como resultado principal, tanto la especie de cereal como la concentración de aluminio en el suelo afectaron qué especies de micorrizas arbusculares estaban presentes en el suelo. Este estudio constituye un primer paso para saber qué especies de micorrizas aplicar en programas de selección de cereales tolerantes a las difíciles condiciones de los suelos del sur de Chile.
César Marín
Candidato a Doctor en Ciencias mención Ecología y Evolución
Universidad Austral de Chile
Cita:
Aguilera, P., Marín, C., Oehl, F., Godoy, R., Borie, F., Cornejo, P.E. 2017. Selection of aluminum tolerant cereal genotypes strongly influences the arbuscular mycorrhizal fungal communities in an acidic Andosol. Agriculture, Ecosystems and Environment. 246: 86-93. DOI: https://doi.org/10.1016/j.agee.2017.05.031
Link original:
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S016788091730230X
Link researchgate (pdf disponible):
https://www.researchgate.net/publication/317341929_Selection_of_aluminum_tolerant_cereal_genotypes_strongly_influences_the_arbuscular_mycorrhizal_fungal_communities_in_an_acidic_Andosol
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