Las raíces de las plantas no se sientan solas en el suelo. En la tierra también encontrarás varios microbios. Acechando en la tierra es Rizofago irregular, un hongo micorrícico arbuscular que coloniza el trigo. En un nuevo estudio Hui Tian y colegas investigó si qué pasaba antes de que un hongo hiciera contacto con las raíces del trigo.
Hay más de 200 especies de hongos micorrízicos arbusculares en el suelo, pero Rizofago irregular es un hongo particularmente útil para examinar, como explicó el Dr. Tian. “Elegimos los hongos Rizofago irregular porque esta es la única especie de hongo micorriza arbuscular cuyo genoma está disponible hasta la fecha”. El equipo necesitaba los datos del genoma para comprobar que el hongo no había llegado a las raíces. "En nuestro experimento RNA-seq, necesitábamos mapear secuencias de ARNm contra el genoma del hongo micorrícico arbuscular para verificar que las raíces no fueran colonizadas por el hongo micorrícico arbuscular".
La razón Rizofago irregular es después de las raíces de trigo es que no puede hacer su propia comida. El Dr. Tian dijo que los hongos micorrízicos arbusculares tienen una variedad de relaciones con las plantas. “La relación beneficiosa o parasitaria entre los hongos micorrízicos arbusculares y las plantas hospederas puede estar determinada por la balanza comercial entre ellos. La relación podría estar significativamente influenciada por especies de hongos micorrízicos arbusculares y especies o variedades de plantas. Una relación parasitaria entre el trigo y el hongo Rizofago irregular se ha observado en varios estudios. Incluso cuando existe una relación parasitaria, los hongos micorrícicos arbusculares aún pueden suministrar nutrientes minerales a las plantas hospedantes, pero pueden consumir demasiado carbono de las plantas hospedantes”.
Para ver si los hongos podrían estar afectando a las plantas sin tocarlas físicamente, Tian y sus colegas enterraron bolsas de filtro cerca de las raíces de las plantas. Los filtros tenían que ser lo suficientemente grandes para permitir el paso de los productos químicos liberados por los hongos, pero lo suficientemente pequeños para evitar que se escaparan. Eso tenía que ser pequeño ya que los hongos se extienden con hifas, filamentos de menos de una décima parte del ancho de un cabello humano. El Dr. Tian dijo que estos filtros fueron fundamentales para el éxito del experimento. “Utilizamos una membrana de filtro de 0.25 µm para evitar que los hongos interactúen físicamente con las plantas. Al momento del muestreo, las bolsas de membrana se revisaron cuidadosamente y las macetas cuyas bolsas se rompieron se abandonaron”.
Lo que el equipo encontró fue evidencia de una 'conversación' entre los hongos y las plantas. El Dr. Tain dijo: “Después de que las proteínas receptoras ubicadas en las células epidérmicas de la raíz recibieran señales producidas por hongos micorrízicos arbusculares, se modificó la expresión de una gran cantidad de genes en las raíces. Esto significa que las raíces se están preparando para la colonización. Por otro lado, las raíces también producen señales químicas que estimulan el crecimiento de hifas de micorrizas arbusculares y guían el proceso de colonización. Las esporas de micorrizas arbusculares germinarán en el suelo si hay suficiente agua y humedad; sin embargo, si no hay señales químicas producidas por las plantas, las esporas no colonizarían las raíces y estarían muertas”.
Como no había hongos en las raíces, Tian y sus colegas sabían que cualquier cambio en las plantas era el resultado de una interacción química. No encontraron solo algunos cambios, como dijo el Dr. Tian. “Muchos genes involucrados en procesos clave durante el desarrollo de la simbiosis de micorrizas arbusculares están regulados en las etapas previas al contacto físico, este es nuestro hallazgo más emocionante en este trabajo. Este hallazgo puede cambiar nuestro pensamiento tradicional sobre los procesos de formación de simbiosis de micorrizas arbusculares”.
“Nuestra investigación explica por qué la expresión de algunos genes está regulada por la colonización de micorrizas arbusculares. Y también, es interesante investigar los roles de los genes del factor de transcripción, activados por señales moleculares de simbiosis, en la regulación de la expresión génica de las raíces de las plantas en el futuro”.
Los autores concluyen que sería beneficioso "una combinación de estudios transcriptómicos y GWAS para determinar con mayor precisión los genes que determinan el grado de colonización AM de las raíces de trigo en estudios futuros".
