Comprender la interacción entre las bacterias y el azufre está dando lugar a biotecnologías interesantes que podrían permitir que los cultivos se rieguen con agua salada. Una bacteria que vive dentro de las raíces de algunas plantas les permite crecer bien a pesar de las condiciones saladas. Su arma secreta es desencadenar el metabolismo del azufre, un hallazgo que ya está ayudando a desarrollar nuevas biotecnologías que faciliten el riego de cultivos agrícolas con agua salada. Esta es una perspectiva importante para países con problemas de acceso al agua, que dependen de la desalinización intensiva y costosa a nivel energético, para conseguir agua dulce.
Algunos tipos de bacterias beneficiosas interactúan con sus plantas hospedantes para ayudarlas a prosperar y al mismo tiempo promover su crecimiento. En 2013, el científico botánico Heribert Hirt fundó el proyecto Darwin21 en la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdalá (KAUST), en Arabia Saudí, con el objetivo de utilizar bacterias de plantas del desierto para mejorar la sostenibilidad agrícola en tierras áridas. Esto llevó al aislamiento de una bacteria llamada Enterobacter sp.SA187, que puede hacer que los cultivos sean resistentes a diversos tipos de estrés, incluido el calor, la sequía y la tolerancia a la sal.
Un antioxidante clave llamado glutatión desintoxica la planta de las especies de oxígeno reactivo inducidas por la sal, lo que le permite crecer y prosperar a pesar del estrés salino
El equipo de Hirt ahora ha analizado los cambios genéticos y metabólicos que tienen lugar dentro de SA187 y la planta de investigación modelo, Arabidopsis, cuando interactúan en condiciones libres de sal y también con estrés salino.
«Queríamos comprender los mecanismos moleculares detrás de la tolerancia a la sal que resulta de las interacciones de las plantas con SA187«, comenta la científica botánica Rewaa Jalal, quien obtuvo su doctorado en KAUST y ahora es profesor asistente en la Universidad de Jeda.
Generalmente, cuando las plantas se exponen a demasiada sal, sus células liberan especies reactivas de oxígeno, lo que causa daño celular y reduce el crecimiento de la planta y el rendimiento de los cultivos. Los investigadores encontraron que el estrés salino desencadena el metabolismo del azufre en las bacterias SA187 que viven dentro de las raíces de Arabidopsis. Esto, a su vez, conduce a la liberación de metabolitos de azufre que alimentan el metabolismo del azufre en la planta Arabidopsis, generando un antioxidante clave llamado glutatión, que desintoxica la planta de las especies de oxígeno reactivo inducidas por la sal, lo que le permite crecer y prosperar a pesar del estrés salino.
Satisfacer la demanda mundial de producción de alimentos
«Otro hallazgo clave de nuestras investigaciones fue darnos cuenta de que podemos reemplazar la función protectora de SA187 contra el daño por estrés salino de la planta agregando directamente metabolitos de azufre, lo que abre la posibilidad de usar probióticos en la agricultura«, indica Hirt.
Junto con el biólogo molecular Maged Saad y varios estudiantes actuales y anteriores, Hirt está estableciendo una puesta en marcha que tiene como objetivo proporcionar tecnologías innovadoras que puedan tratar semillas o plantas de cultivo con SA187, ahorrando dinero a los agricultores saudíes y haciendo realidad la agricultura salina.
«Podríamos satisfacer la mayor parte de la demanda mundial de producción de alimentos si este conocimiento se aplica con las herramientas adecuadas a las tierras áridas y semiáridas«, concluye la estudiante postdoctoral Hanin Alzubaidy.
Fuente: Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
