Durante miles de millones de años la vida en la Tierra estuvo restringida a ambientes acuáticos, océanos, mares, ríos y lagos.
Luego, hace 450 millones de años, las primeras plantas colonizaron la tierra, desarrollando en el proceso múltiples tipos de relaciones beneficiosas con los microbios del suelo.
Estas relaciones, conocidas como simbiosis, permiten a las plantas acceder a nutrientes adicionales. Las más íntimas son las simbiosis intracelulares que dan como resultado el alojamiento de microbios dentro de las células vegetales.
Un estudio publicado en Nature Plants , dirigido por científicos del Centro John Innes del Reino Unido y de la Universidad de Toulouse/CNRS de Francia, describe el descubrimiento de una base genética común para todas estas simbiosis.
Se plantea la hipótesis de que la colonización de la tierra por las plantas fue posible gracias a un tipo de simbiosis que las plantas forman con un grupo de hongos llamados hongos micorrízicos. Aún hoy el 80% de las plantas que encontramos en la tierra pueden formar esta simbiosis micorrízica. Las plantas también han desarrollado la capacidad de participar en simbiosis intracelular con una gran diversidad de otros microbios.
Durante las últimas dos décadas, los estudios sobre la simbiosis micorrízica y otro tipo de simbiosis, formada por leguminosas como guisantes y frijoles con bacterias del suelo, han permitido identificar una docena de genes vegetales necesarios para el reconocimiento de microbios beneficiosos y su acomodación en el interior. células vegetales. Por el contrario, otros tipos de simbiosis intracelulares han sido poco estudiados.
Para abordar esto, el equipo comparó los genomas de casi 400 especies de plantas para comprender qué es exclusivo de aquellas que pueden formar simbiosis intracelulares. Sorprendentemente, descubrieron que tres genes son compartidos exclusivamente por plantas formando simbiosis intracelular y se pierden en plantas incapaces de formar este tipo de relación beneficiosa.
«Nuestro estudio demuestra que diversos tipos de simbiosis intracelulares que las plantas forman con diferentes socios simbióticos se construyen sobre un programa genético conservado». dijo el Dr. Guru Radhakrishnan, autor principal del estudio y miembro del BBSRC Discovery en el Centro John Innes.
La investigación, dirigida por el Dr. Radhakrishnan en el Reino Unido y el Dr. Pierre-Marc Delaux en Francia, se llevó a cabo como parte del proyecto Engineering Nitrogen Symbiosis for Africa (ENSA) patrocinado por la fundación Bill y Melinda Gates.
ENSA es una colaboración internacional que tiene como objetivo transferir simbiosis naturales a cultivos de cereales para limitar el uso de fertilizantes químicos y mejorar el rendimiento en pequeñas explotaciones agrícolas del África subsahariana donde el acceso a estos fertilizantes es limitado.
«Al demostrar que las diferentes simbiosis de plantas comparten una base genética común, nuestro ambicioso objetivo se ha vuelto más realista», dice el Dr. Radhakrishnan.
Una vía de señalización ancestral se conserva en linajes vegetales formando simbiosis intracelulares en Nature Plants
Más información: Radhakrishnan, GV, Keller, J., Rich, MK et al. Una vía de señalización ancestral se conserva en linajes de plantas que forman simbiosis intracelulares. Nat. Plantas (2020). doi.org/10.1038/s41477-020-0613-7
