Un equipo de investigadores de la Estación Experimental del Zaidín (EEZ-CSIC, Granada) identificó un gen de un hongo del suelo asociado a las raíces y que mejora el crecimiento de las plantas, tanto en entornos contaminados con cobre como en deficientes en este nutriente.

Estos microorganismos poseen la capacidad de filtrar este metal pesado esencial para la fotosíntesis vegetal, para aportárselo a la planta cuando hay escasez. Así mismo, pueden ajustar la dosis para no perjudicarlas cuando hay exceso del mismo en el terreno.

Fundación Descubre informó que los científicos se centraron en uno de los hongos del suelo que regulan la disponibilidad de cobre para la planta, el micorrícico arbuscular Rhizophagus irregularis, cuyo genoma no está totalmente estudiado en la actualidad y se desconoce cómo este ejerce algunas de sus funciones biológicas.

El trabajo arrojó luces sobre cómo opera uno de estos genes, lo que permitiría a futuro desarrollar un marcador molecular para identificar hongos micorrícicos, es decir, que estén asociados con la planta en una relación simbiótica de beneficio mutuo y emplearse como biofertilizantes y bioprotectores.

Según explica la entidad, este tipo de hongos micorrizos obtienen de la planta compuestos carbonados que necesitan para desarrollarse (carbohidratos y lípidos) y, por otro lado, el hongo ayuda a las plantas a obtener los nutrientes minerales del suelo. Esta asociación también aporta protección frente a agentes patógenos y ayuda a las plantas a enfrentarse a condiciones adversas, como la sequía.

“Al principio el organismo vegetal identifica el hongo como algo malo, pero a medida que pasa el tiempo, lo reconoce como un 'aliado'. Nuestro objetivo es encontrar una forma de ‘vacunar’ a las plantas con biofertilizantes enriquecidos con estos microorganismos, de forma que respondan mejor a condiciones adversas y obtengan una mayor tolerancia en los terrenos contaminados con metales pesados como el cobre”, explicó a Fundación Descubre la investigadora de la EEZ-CSIC Nuria Ferrol.

Como primer paso, el grupo de investigadores de Micorrizas de la EEZ-CSIC se centró en analizar el mecanismo biológico​ por el que el hongo micorrícico Rhizophagus irregularis regula el aporte de cobre a las plantas. Se llegó a la conclusión de que estos microorganismos colonizan la raíz y desarrollan un extenso micelio, filamentos ramificados que se extienden por el suelo y mediante los que absorben los nutrientes minerales. Éste actúa a modo de red y llega a lugares más profundos a los que la raíz vegetal no alcanza, y consigue agua y nutrientes que la planta no podría alcanzar por sí sola. Además, en suelos contaminados este micelio puede inmovilizar los minerales, disminuyendo su disponibilidad para la planta.

El grupo de científicos participantes en el estudio identificó el gen RiCRD1, que codifica una proteína que transporta cobre fuera del hongo, como un 'mensajero' que absorbe el mineral y lo lleva a la raíz vegetal cuando hay escasez, y lo expulsa de su organismo cuando hay exceso.

Tamara Gómez, investigadora del EEZ-CSIC, comentó: “Hemos observado que uno de los mecanismos biológicos que utiliza este microorganismo para regular la ingesta de cobre y auto-preservarse cuando hay demasiado es acumularlo en lo que denominamos ‘esporas suicidas’, que son azules debido a que están cargadas de este mineral”.

Para identificar este gen, así como el mecanismo biológico que permite a este microorganismo gestionar el cobre, los investigadores lo aislaron mediante técnicas de PCR a partir del ADN extraído del hongo. También se aplicaron técnicas bioquímicas y de biología celular para comprobar cómo funcionaba. Los científicos afirmaron que los experimentos aportado información relevante sobre la doble función de la proteína que regula los niveles el cobre.

“Pudimos observar que el gen codifica una proteína que saca cobre del hongo y que se expresa en unas estructuras que este microorganismo forma dentro de la raíz, llamadas arbúsculos. En ellas es donde se da el intercambio de los nutrientes con la planta. Además, observamos que en suelos contaminados con cobre la expresión del gen aumentaba mucho en el micelio que crece fuera de la raíz”, explicó la también investigadora de la EEZ-CSIC, Nuria Ferrol.

El próximo paso será analizar otros mecanismos biológicos que regulen el transporte de cobre para poder desarrollar inoculantes compuestos por hongos micorrícicos que puedan formar una relación simbiótica beneficiosa con la planta, que permitan optimizar la absorción de cobre por los cultivos y reducir los problemas asociados con la contaminación por este metal, dependiendo de cada situación específica.