Los suelos son sistemas fascinantemente complejos. No solo por los procesos químicos sino por las interacciones dinámicas entre innumerables microorganismos y su papel en el ciclo de nutrientes del suelo. Los hongos micorrícicos arbusculares son los socios simbióticos del 80% de todas las plantas vasculares y ayudan con la absorción de nutrientes de las plantas. Pueden formar una red de hifas alrededor de las raíces de las plantas y crecer hacia parches ricos en nutrientes en el suelo. Las bacterias también son cruciales para que los nutrientes estén disponibles para las plantas, pero son un poco menos móviles en el suelo.
Dr. Feiyan Jiang, gu feng y colegas de la Universidad Agrícola (Bejing) y el Instituto James Hutton investigaron si una bacteria solubilizadora de fósforo (P) puede “viajar” en las hifas de un hongo micorrícico. Los investigadores descubrieron que, de hecho, las bacterias pueden moverse hacia los nutrientes a lo largo de las hifas de los hongos en las placas de Petri y los experimentos del suelo, pero las bacterias no pueden transferirse sin que los hongos proporcionen alguna fuente de energía.
Jiang, Feng y sus colegas utilizaron bacterias solubilizadoras de P, Rahnella aquatilis y los bien estudiados hongos micorrízicos, Rizofago irregular para los experimentos. Los investigadores dividieron las placas de Petri en un compartimento de inoculación para algunas raíces de zanahoria y hongos y un compartimento objetivo con nutrientes. Los dos compartimentos estaban divididos por un espacio de aire, por lo que los hongos necesitaban hacer crecer hifas a través de él para llegar al compartimento objetivo.
Para un experimento, los científicos reemplazaron las hifas de hongos con fibra de nailon en el espacio de aire para probar si las hifas solo proporcionan un puente físico para las bacterias. Para probar si las bacterias necesitan una capa de película de agua para moverse a través de las hifas o la fibra, los investigadores también agregaron un poco de agua y diferentes fuentes de carbono (por ejemplo, glucosa). Mientras que Rahnella aquatilis es una bacteria móvil, los investigadores también utilizaron bacterias no flageladas (micrococo lúteo) como comparación de la movilidad bacteriana. Jiang, Feng y sus colegas también investigaron las interacciones de bacterias y hongos en los suelos al enterrar columnas de transporte de hifas antes de cultivar plantas de maíz y agregar hongos micorrízicos y P. Los investigadores también investigaron diferentes actividades genéticas para capturar los mecanismos subyacentes de las interacciones de bacterias y hongos en todo el proceso. los experimentos
Jiang, Feng y sus colegas descubrieron que la película de agua y los exudados de hongos impulsaban el movimiento de las bacterias solubilizadoras de fósforo. La bacteria no podía viajar sobre la fibra de nailon en el espacio de aire excepto cuando la fibra estaba en el fondo de la placa de Petri, recubierta con una fuente de carbono. La bacteria no flagelada no llegó al compartimento objetivo. Cuando la bacteria fue transportada por los hongos micorrícicos, se mineralizó más P orgánico en cada experimento.
"En el presente estudio, descubrimos que las hifas fúngicas AM [micorriza arbuscular] podrían servir como vías para las bacterias solubilizadoras de fosfato, lo que lleva a una distribución heterogénea de bacterias según la disponibilidad de P orgánico y la facilitación de la mineralización de P", escribieron Jiang, Feng y sus colegas. .
El análisis de la expresión génica mostró que un gen transportador de glucosa y un gen clave para la división celular en las bacterias solubilizadoras de fósforo aumentaban cuando la bacteria viajaba sobre las hifas del hongo, en comparación con viajar sobre la fibra de nailon recubierta. En general, este estudio ha demostrado que los hongos micorrízicos arbusculares reclutan, transportan y estimulan activamente a las bacterias solubilizadoras de P para mineralizar el P orgánico en beneficio de los hongos.
"Nuestros resultados podrían aprovecharse para gestionar mejor las interacciones planta-microbio y mejorar la capacidad de los inóculos biológicos que involucran hongos y bacterias AM para mejorar la sostenibilidad de los cultivos agrícolas en condiciones limitadas de P".
