En un artículo publicado en Nature Plants, científicos muestran que una molécula producida por bacterias es detectada por las raíces gracias a un mecanismo inédito. Esta señal desencadena luego una respuesta inmunitaria en toda la planta, hasta las hojas.
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Aliadas invisibles en el suelo
Las plantas, como los animales, poseen mecanismos de defensa contra los microbios patógenos. En el suelo que rodea sus raíces (llamado rizosfera) viven numerosas bacterias beneficiosas. Algunas de ellas, especialmente del género Bacillus, pueden ayudar a las plantas a resistir mejor las enfermedades.
Estas bacterias producen moléculas llamadas lipopéptidos cíclicos, conocidas por estimular la inmunidad de las plantas. Actúan un poco como una señal de alerta: la planta se prepara para afrontar posibles ataques de hongos u otros microbios.
Sin embargo, una pregunta seguía abierta: ¿cómo detectan las células vegetales estas moléculas?
Una detección inesperada en la superficie de la célula
Un consorcio europeo de científicos estudió una de estas moléculas, la surfactina, producida por bacterias Bacillus. Contrariamente a lo que se pensaba, la planta no la detecta gracias a un receptor proteico específico.
Los resultados, publicados en la revista Nature Plants, muestran que la surfactina se inserta directamente en la membrana de las células vegetales al interactuar con un lípido particular llamado glucosilceramida.
Esta interacción modifica ligeramente la estructura de la membrana: provoca una pequeña deformación física de la misma.
Una alarma mecánica que desencadena la inmunidad
Esta deformación activa entonces canales de calcio mecanosensibles, proteínas capaces de detectar deformaciones físicas en la membrana. Una entrada rápida de iones de calcio en la célula desencadena luego una cascada de señales.
Este mensaje de alerta se propaga desde las raíces hacia las hojas, donde la planta activa sus defensas químicas. Produce especialmente moléculas antifúngicas que la ayudan a luchar contra patógenos como Botrytis cinerea, un hongo responsable de la pudrición de numerosos frutos y hojas.
Un nuevo modo de comunicación planta-microbio
Hasta ahora, la mayoría de los mecanismos conocidos de reconocimiento de microbios por las plantas se basaban en receptores proteicos capaces de identificar moléculas específicas.
Este estudio revela un mecanismo diferente: aquí, son los lípidos de la membrana y la deformación física de la misma los que sirven como sistema de detección.
Este descubrimiento arroja una nueva luz sobre las interacciones entre plantas y microbios del suelo.
Comprender cómo las bacterias beneficiosas estimulan la inmunidad de las plantas podría abrir el camino a nuevas estrategias agrícolas. Al favorecer la acción de estos microbios o de las moléculas que producen, podría ser posible reforzar las defensas naturales de los cultivos sin recurrir a los pesticidas.
Las bacterias del suelo aparecen así como valiosas aliadas para una agricultura más sostenible.