En el mundo de la agricultura, el arroz es un alimento básico para más de la mitad de la población mundial, por lo que su cultivo es crucial para la seguridad alimentaria. Sin embargo, el hongo Pyricularia oryzae (sin. Magnaporthe oryzae) que causa la plaga del arroz representa una amenaza importante para los cultivos de arroz, ya que causa grandes daños y conduce a pérdidas sustanciales de rendimiento.
por la Universidad de Ciencias de Tokio
Los métodos tradicionales para controlar este patógeno suelen basarse en fungicidas químicos, que pueden tener efectos ambientales perjudiciales y contribuir al desarrollo de cepas resistentes. Por lo tanto, los investigadores están explorando estrategias alternativas que aprovechen las interacciones microbianas naturales para promover la salud de las plantas y controlar las enfermedades de manera más sostenible.
En un estudio reciente dirigido por el profesor adjunto Yuuki Furuyama del Departamento de Ciencias Biológicas Aplicadas de la Universidad de Ciencias de Tokio (TUS), un equipo de investigadores se propuso investigar la relación entre P. oryzae y la bacteria beneficiosa del suelo Streptomyces griseus.
El equipo de investigación estuvo integrado por la Sra. Risa Sugiura, el Prof. Kouji Kuramochi, el Prof. Takashi Kamakura y el Dr. Takayuki Arazoe, todos de la TUS, así como por el Dr. Takayuki Motoyama del Instituto de Investigación Física y Química y el Dr. Hiroyuki Osada del Instituto de Química Microbiana. Su estudio fue publicado el 23 de septiembre de 2024 en Environmental Microbiology Reports .
«Si bien se han realizado investigaciones exhaustivas sobre cómo los hongos que provocan el añublo del arroz infectan a sus plantas hospedantes, muchos aspectos de su ciclo de vida siguen siendo poco conocidos. Nuestro estudio tiene como objetivo arrojar luz sobre las interacciones entre los hongos que provocan el añublo del arroz y otros microorganismos del suelo, explorando la parte crucial de su ciclo de vida más allá del proceso de infección», explica el Dr. Furuyama.
Para investigar estas interacciones, el equipo llevó a cabo una serie de experimentos con cocultivos de P. oryzae y S. griseus. Midieron los cambios de pH en el medio de cultivo y observaron los efectos en el crecimiento de S. griseus en diversas condiciones.
Sus hallazgos revelaron que la presencia de P. oryzae aumentó significativamente el pH del medio, lo que, a su vez, promovió el crecimiento de S. griseus. Cabe destacar que este aumento del crecimiento fue independiente del contacto directo entre los dos microorganismos, lo que sugiere que P. oryzae produjo compuestos alcalinos no volátiles responsables de este efecto.
El estudio también destacó que otros hongos patógenos , como Fusarium oxysporum y Cordyceps tenuipes, no indujeron un crecimiento similar en S. griseus, lo que indica que la interacción observada es específica de P. oryzae. Además, los investigadores descartaron el amoníaco como el compuesto responsable del aumento del pH, lo que los llevó a proponer que la poliamina producida por P. oryzae podría ser el agente inductor del crecimiento activo.
El descubrimiento de esta interacción microbiana única tiene implicaciones significativas para el desarrollo de prácticas agrícolas sostenibles. S. griseus es conocido por su capacidad de producir antibióticos, que pueden inhibir el crecimiento de microorganismos patógenos. Al promover el crecimiento de S. griseus, P. oryzae puede crear inadvertidamente condiciones que podrían aprovecharse para controlar su propia propagación.
«Nuestros hallazgos sugieren que S. griseus podría utilizarse como agente de biocontrol en los arrozales, ofreciendo una alternativa a los fungicidas químicos», afirma el Dr. Furuyama. «Si podemos mejorar el crecimiento de S. griseus en los arrozales , podremos reducir el impacto de la plaga del tizón del arroz de una manera respetuosa con el medio ambiente».
Además, el estudio ofrece información valiosa sobre el papel ecológico de P. oryzae, lo que indica que este hongo puede influir en la composición y la dinámica de las comunidades microbianas del suelo. Los investigadores proponen que sus hallazgos podrían tener implicaciones más amplias para nuestra comprensión de cómo la modulación del pH afecta las interacciones microbianas, allanando el camino para el desarrollo de estrategias innovadoras de biocontrol para gestionar también otras enfermedades de las plantas.
Con este descubrimiento, el equipo ha dado un paso crucial hacia prácticas agrícolas más sostenibles. La posibilidad de aprovechar el poder de las interacciones microbianas para combatir el tizón del arroz podría revolucionar la forma en que abordamos el manejo de enfermedades en los cultivos de arroz, ofreciendo la esperanza de un futuro con una menor dependencia de agentes químicos nocivos.
Más información: Risa Sugiura et al., Pyricularia oryzae mejora el crecimiento de Streptomyces griseus a través de metabolitos alcalinos no volátiles, Environmental Microbiology Reports (2024). DOI: 10.1111/1758-2229.70012