En una serie de experimentos reveladores, unos científicos agregaron bacterias de ciertas especies en la tierra de cultivo de unas plantas, modificando así su microbioma, y las bacterias introducidas han logrado proteger a las plantas de un hongo que destruye las raíces. La protección de las bacterias beneficiosas redujo hasta un 60% los síntomas de la enfermedad provocada por el hongo.

 

El trabajo lo ha realizado un equipo de la Universidad de Sao Paulo (USP) en Brasil y la Empresa Brasileña de Investigación Agropecuaria (Embrapa), contando con el respaldo de la Fundación de Apoyo a la Investigación Científica del Estado de Sao Paulo (FAPESP).

 

El equipo, encabezado por Caroline Sayuri Nishisaka de la Universidad de Sao Paulo, trabajó con trigo y con tres especies de bacterias para la protección de este.

 

La enfermedad provocada por el hongo es conocida coloquialmente como pudrición de la raíz y es una de las dolencias más comunes que sufre el trigo. Este cultivo agrícola es uno de los cereales más producidos en el mundo, con más de 800 millones de toneladas cosechadas el año pasado.

Lesiones provocadas en las raíces por B. sorokiniana: de izquierda a derecha, plantas sin síntomas y con lesiones leves, moderadas y graves. (Fotos: Caroline Sayuri Nishikata / EMBRAPA)

 

“Seleccionamos tres bacterias, de un conjunto que habíamos aislado en un estudio anterior, con mayor potencial para mejorar el crecimiento de las plantas y ejercer un efecto antagonista sobre el patógeno. Al cultivar trigo en suelos con las bacterias y el patógeno, el hongo Bipolaris sorokiniana, observamos una reducción del 60% de los síntomas de la enfermedad, en comparación con los tratamientos que contenían únicamente el patógeno en el suelo”, explica Caroline Sayuri Nishisaka, quien realizó el trabajo como parte de su doctorado, con una beca de la FAPESP en la unidad de Medio Ambiente de la empresa Embrapa, en Jaguariúna.

 

En el estudio también participaron investigadores del Centro de Energía Nuclear en la Agricultura (CENA) y de la Escuela Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq), ambos de la USP. El trabajo forma parte de dos proyectos respaldados por la FAPESP.

 

“Quizá lo más interesante de este trabajo sea que no observamos la eliminación del patógeno, sino cómo la presencia de estas bacterias protege a la planta frente a él. El hongo seguía presente en el suelo en cantidades similares tanto en las plantas enfermas como en las sanas. Lo que cambió fue el resultado de la interacción. Las plantas inoculadas con las bacterias construyeron una especie de escudo microbiológico que impidió que el hongo causara la enfermedad”, resume Rodrigo Mendes, investigador de Embrapa y coordinador de los proyectos.

 

Mendes compara la acción del microbioma, el conjunto de microorganismos y sus productos, con el sistema inmunitario humano, que elimina patógenos cuando está sano, pero se vuelve vulnerable en situaciones como enfermedades inmunitarias y tratamientos que reducen la respuesta inmunitaria. “La presencia de estas bacterias beneficiosas reorganizó el microbioma de tal manera que el hongo, que es oportunista, se mantuvo bajo control”, explica.

 

Los investigadores seleccionaron las tres especies de bacterias más prometedoras: Streptomyces virginiae, Paenibacillus ottowii y Pseudomonas inefficax. A pesar de su nombre, precisamente esta última fue la más eficaz en el control del patógeno.

 

P. inefficax fue la que mostró la mejor acción sobre el microbioma del suelo y la que más aumentó la biomasa de las raíces. Junto con S. virginiae, fue también la que fomentó la mayor presencia de genes promotores del crecimiento, tanto en riqueza como en diversidad.

 

Además, los tratamientos con alguna de estas dos bacterias aumentaron los denominados grupos de genes biosintéticos, que producen compuestos potencialmente beneficiosos para las plantas. P. inefficax también restauró funciones del microbioma relacionadas con la protección vegetal.

 

“Observamos que la bacteria no actuó directamente sobre el patógeno, sino como un ingeniero ecológico, modificando la ecología del sistema en su conjunto hasta el punto de fortalecer las defensas de la planta. Esto representa un avance respecto del conocimiento establecido hasta ahora”, afirma Nishisaka, quien actualmente realiza un posdoctorado con una beca de la FAPESP en el CENA.

 

Las bacterias analizadas en la investigación fueron seleccionadas a partir de un estudio anterior del grupo, en el que se realizó un relevamiento del microbioma del suelo obtenido a partir del cultivo de variedades ancestrales de trigo y de cultivares comerciales. Las especies utilizadas en el estudio actual proceden de dos variedades criollas de trigo obtenidas en países próximos al centro de origen de este cereal, una de Turquía y otra de Irán.

 

En otro trabajo, publicado a finales de 2025, el grupo había demostrado que la baja diversidad del microbioma del suelo aumenta la gravedad de la infección por B. sorokiniana y que P. inefficax tendría potencial para suprimir el patógeno.

 

Las bacterias evaluadas en el estudio forman parte de la cartera de activos de Embrapa, que pueden ser licenciados por empresas interesadas en desarrollar algún producto a partir del descubrimiento.

 

Los investigadores buscan ahora averiguar qué metabolitos producidos por las plantas sustentan a las bacterias beneficiosas e intentan predecir las vías metabólicas activadas en esta interacción. Los resultados pueden facilitar el desarrollo de nuevas tecnologías para el control y la prevención de enfermedades en cultivos agrícolas.

 

El estudio se titula “Bacterial inoculation drives microbiome-mediated resistance to a soil-borne pathogen in wheat”. Y se ha publicado en la revista académica npj Biofilms and Microbiomes. (Fuente: André Julião / Agencia FAPESP)