Cuando bacterias y plantas hacen ‘match’

Aunque cuando se oye hablar de bacterias se suele relacionar con infecciones, existen numerosos ejemplos en la naturaleza de ‘matrimonios’ beneficiosos con otros seres vivos. La flora intestinal humana, sin ir más lejos, encuentra sus nutrientes en el organismo y, al mismo tiempo promueve en el sistema digestivo la síntesis de vitaminas, protege frente a otros patógenos y fortalece el sistema inmunológico.

De la misma manera, existen unas bacterias, llamadas Pseudomonas que encuentran su alimento en ciertas plantas que metabolizan dos hormonas vegetales, el ácido indolacético y el salicílico. Las plantas producen más de estos compuestos al ser colonizadas por los microorganismos, por lo que su presencia favorece el crecimiento y las protege frente a otros patógenos. Pero para que se produzca el beneficio mutuo, primero debe darse el encuentro.

Un equipo de investigación de la Estación Experimental del Zaidín del CSIC y la Universidad de Granada ha avanzado el conocimiento existente sobre cómo se establece ese ‘match’ entre la bacteria y la planta en un artículo publicado en la revista Environmental Microbiology.

La secreción de compuestos por las raíces atrae a las bacterias del suelo para favorecer la colonización de las plantas.

Concretamente, ha identificado una proteína que reconoce estas hormonas vegetales exudadas por las raíces. La bacteria Pseudomonas putida, protagonista del estudio, en presencia de ácido indolacético y ácido salicílico, activa la proteína denominada PcpI (proteína quimiorreceptora del ácido indolacético de Pseudomonas). Esto provoca el movimiento de la bacteria hacia ambientes con mayores concentraciones de estas hormonas a través de un proceso conocido como quimiotaxis.

Así, se evidencia, por primera vez, que una única proteína receptora bacteriana puede intervenir en la quimiotaxis a dos hormonas vegetales diferentes. “Este estudio resalta el importante papel de las hormonas vegetales como moléculas señal que permiten la comunicación entre organismos pertenecientes a distintos reinos de la vida”, indica a la Fundación Descubre el investigador del CSIC Miguel Ángel Matilla, que ha liderado esta investigación.

Comunicación simbiótica

Esta investigación profundiza en la decodificación del lenguaje entre plantas y sus microorganismos asociados. Esta comunicación química posibilita una interacción más eficiente y prolongada en el tiempo entre los integrantes de la asociación planta-microorganismo.

El investigador del CSIC Miguel Ángel Matilla, que ha liderado esta investigación.

Las bacterias asociadas a plantas han desarrollado numerosas estrategias que permiten el reconocimiento de sus hospedadores. Entre éstas, la quimiotaxis hacia moléculas de origen vegetal permite a las bacterias desplazarse hacia ambientes que son favorables para su crecimiento y supervivencia. Entre estos espacios se encuentra el entorno próximo a las raíces vegetales, la rizosfera, en donde existen niveles elevados de nutrientes que son liberados por la planta en forma de exudados radiculares. En estos entornos se encuentran, entre otros compuestos, el ácido indolacético y el ácido salicílico; dos moléculas señal que son fundamentales tanto para el crecimiento y desarrollo de la planta, como para su protección frente a los patógenos.

Las bacterias de la especie Pseudomonas putida se desarrollan en distintos hábitats y se mueven buscando nutrientes mediante el empleo de flagelos; unos apéndices largos a modo de cola que permiten a estos microorganismos nadar a velocidades muy elevadas hacia el lugar de origen de las moléculas atrayentes.

De esta manera, bacterias y plantas comienzan una relación sana a largo plazo en la que ambas partes permiten que cada uno se exprese libremente dentro de su diversidad, donde se negocian acuerdos para adaptarse y encajar las diferencias. Una relación con confianza, respeto, empatía y cooperación. Donde la atracción química, como han demostrado los investigadores, está asegurada.

Más información en #CienciaDirecta: Identifican un receptor que permite el movimiento de una bacteria hacia hormonas vegetales y favorece el crecimiento de las plantas