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Revoluciona mexicana en España interacción entre plantas y bacterias
Revolutionizing the interaction between plants and bacteria


November 21, 2014

Leguminosas como la lenteja, el frijol, los chícharos y los garbanzos, importantes para la nutrición humana, podrían incrementar su producción gracias a los aportes de un grupo científico, que revolucionaron el estudio de las interacciones entre plantas y microorganismos, de la Universidad de Salamanca, en España, del cual forma parte la doctora Martha Trujillo Toledo.

Tras aislar y estudiar una bacteria del género Micromonospora en el 2003 se descubrió que este microorganismo mejora la producción de dichos granos. No obstante, al tratarse de una línea de investigación nueva y sólo dos laboratorios en el mundo estudian la interacción de las leguminosas con el microorganismo, por el momento se desconoce la forma en que ésta llega a la planta.

“Lo que sabemos es que es capaz de penetrar los tejidos del vegetal y promover su crecimiento, el cual incrementa en un rango de 25 a 35 por ciento. Por otra parte, el microorganismo pertenece al grupo de las actinobacterias, que es uno de los mayores productores de antibióticos y otras sustancias. En este sentido, descubrimos que una de nuestras cepas produce moléculas antitumorales, por lo que la aplicación biotecnológica pudiera ser importante”, resalta la investigadora, quien forma parte de la Red de Talentos, capítulo España.

Agrega que un porcentaje importante de su trabajo de investigación se ha dedicado a describir todas las especies nuevas de Micromonospora. “De ahí nos planteamos el objetivo de intentar entender qué relación tienen la bacteria y la planta, para lo cual realizamos ensayos en cámara climatizada, donde cultivamos la planta con todos los nutrientes que necesita para desarrollarse, pero al añadir la bacteria su crecimiento aumentó”.

Apunta que todavía siguen estudiando dicha interacción, pues todavía no se sabe qué es lo que aporta la bacteria a la planta. “También observamos que el número de los nódulos de las leguminosas, estructura donde se fija el nitrógeno que necesitan, prácticamente se duplica”.

Otro de los aspectos más importantes del trabajo consistió en realizar estudios moleculares de la bacteria para identificar los genes importantes para la interacción con su hospedador. En este aspecto, la secuenciación ha revelado una gran sorpresa, pues casi 200 genes codifican enzimas que destruyen tejido vegetal, lo cual resulta paradójico en una bacteria que se encuentra en el interior de las plantas y que favorece su protección y crecimiento, según han demostrado anteriores estudios.

La doctora Trujillo Toledo refiere que al profundizar en el entendimiento de la relación planta-microorganismo, en un futuro la bacteria se podría aplicar como un potenciador del crecimiento de leguminosas para mejorar la producción para los agricultores.

Cabe destacar que el grupo de investigación de la doctora Trujillo Toledo tiene alrededor de 30 especies diferentes de plantas muestreadas no sólo en España, también en otros países europeos, Nicaragua y Australia. Asimismo, en México tienen un proyecto en conjunto con la doctora María Valdés Ramírez de la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas del IPN, ya que también encontró la bacteria Micromonospora en otras plantas que también producen nódulos y fijan nitrógeno al igual que las leguminosas. (Agencia ID)


Revolutionizing the interaction between plants and bacteria

In laboratory trials, it has been observed that plants grown from 25 to 35 percent more when the microorganism was added.

Legumes, such as lentils, beans, peas and chickpeas, important for human nutrition, could increase its production thanks to the contributions of a scientific group that revolutionized the study of interactions between plants and microorganisms, at the University of Salamanca in Spain, lead by Martha Trujillo Toledo.

After isolating and studying a bacteria of the genus Micromonospora in 2003, it was discovered that this microorganism improved the productions of the grains. However, because it is a new line of investigation and only two laboratories in the world are studying the interaction of legumes with the microorganism, the way the bacteria reaches the plant is currently unknown.

"What we do know is that it is able to penetrate the tissues of the plant and promote its growth, which increases between 25 and 35 percent. Moreover, the organism belongs to the actinobacterias group, which is one of the largest producers of antibiotics and other substances. Here, we discovered that one of our strains produced antitumor molecules, so it might have an important biotechnological application" highlights the researcher, who is part of the Network of Mexican Talent, Chapter Spain.

She adds that a significant percentage of her research has been devoted to describing all the new species of Micromonospora. "Hence, we set the goal of trying to understand the relationship between the bacteria and the plant, for which we conducted trials in a climatic chamber, where we grow the plant with all the nutrients it needs to develop, but by adding the bacteria the growth increased" .

She points that they are still studying this interaction, because it is not yet known what brings the bacteria to the plant. "We also observed that the number of nodules of the legumes, where the nitrogen they need gets fixed, almost doubled."

Another important aspect of the work was to conduct molecular studies to identify bacterial genes important for the interaction with its host. In this regard, sequencing revealed a big surprise, since almost 200 genes encode enzymes that destroy plant tissue, which is ironic in a bacteria found inside plants and favoring their protection and growth, as demonstrated by previous studies.

Trujillo Toledo refers that by improving the deeper understanding of the plant-microorganism relationship, the bacteria could be applied in the future as a growth enhancer for legumes to improve production for farmers.

Notably, the research group of Trujillo Toledo has about 30 different sampled species of plants not only in Spain but in other European countries, Nicaragua and Australia. Also, in Mexico she has a joint project with Maria Valdes Ramirez of the National School of Biological Sciences, at the IPN, since she also found the Micromonospora bacteria in other plants, which also produce nodules and fix nitrogen like legumes. (Agencia ID)



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Published: November 21, 2014


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