Identifican un receptor que permite el movimiento de una bacteria hacia hormonas vegetales y favorece el crecimiento de las plantas

Un equipo de investigación de la Estación Experimental del Zaidín del CSIC y la Universidad de Granada ha identificado una proteína que reconoce varias hormonas vegetales exudadas por las raíces y que promueve la colonización de tejidos vegetales por ciertas bacterias que benefician al crecimiento de la planta y su resistencia frente a patógenos.

La secreción de compuestos por las raíces atrae a las bacterias del suelo para favorecer la colonización de las plantas.

La bacteria beneficiosa de plantas en la que se centra este estudio se conoce como Pseudomonas putida. En presencia de ácido indolacético y ácido salicílico, dos hormonas vegetales que secreta la planta, este microorganismo activa la proteína denominada PcpI (proteína quimiorreceptora del ácido indolacético de Pseudomonas). En el artículo ‘A bacterial chemoreceptor that mediates chemotaxis to two different plant hormones’, publicado en la revista Environmental Microbiology, los autores explican cómo el reconocimiento de estos compuestos vegetales por PcpI provoca el movimiento de la bacteria hacia ambientes con mayores concentraciones de estas moléculas, por ejemplo, las raíces de las plantas, a través de un proceso conocido como quimiotaxis.

Además de confirmar que Pcpl es la primera proteína receptora que está implicada en la quimiotaxis hacia el ácido indolacético, han demostrado que es también responsable de reconocer el ácido salicílico. Así, se evidencia, por primera vez, que una única proteína receptora bacteriana puede intervenir la quimiotaxis a dos hormonas vegetales diferentes. “Este estudio resalta el importante papel de las hormonas vegetales como moléculas señal que permiten la comunicación entre organismos pertenecientes a distintos reinos de la vida”, indica a la Fundación Descubre el investigador del CSIC Miguel Ángel Matilla, científico que ha liderado esta investigación.

El investigador del CSIC Miguel Ángel Matilla, que ha liderado esta investigación.

Comunicación simbiótica

Esta investigación profundiza en la decodificación del lenguaje entre plantas y sus microorganismos asociados. Esta comunicación química posibilita una interacción más eficiente y prolongada en el tiempo entre los integrantes de la asociación planta-microorganismo.

Las bacterias asociadas a plantas han desarrollado numerosas estrategias que permiten el reconocimiento de sus hospedadores. Entre éstas, la quimiotaxis hacia moléculas de origen vegetal permite a las bacterias desplazarse hacia ambientes que son favorables para su crecimiento y supervivencia. Entre estos ambientes se encuentra el entorno próximo a las raíces vegetales, la rizosfera, en donde existen niveles elevados de nutrientes que son liberados por la planta en forma de exudados radiculares. En estos entornos vegetales se encuentran, entre otros compuestos, el ácido indolacético y el ácido salicílico; dos moléculas señal que son fundamentales tanto para el crecimiento y desarrollo de la planta, como para su protección frente a los patógenos.

Este estudio resalta el importante papel de las hormonas vegetales como moléculas señal que permiten la comunicación entre organismos pertenecientes a distintos reinos de la vida.

Las bacterias de la especie Pseudomonas putida se desarrollan en distintos hábitats y se mueven buscando nutrientes mediante el empleo de flagelos; unos apéndices largos a modo de cola que permiten a estos microorganismos nadar a velocidades muy elevadas hacia el lugar de origen de las moléculas atrayentes.

Este estudio ha sido financiado por los proyectos ‘Mecanismos del reconocimiento de auxinas por bacterias beneficiosas asociadas a plantas’ y ‘Comprensión de la función de quimiorreceptores en bacterias patógenas’ del Ministerio de Ciencia e Innovación y la Agencia Estatal de Investigación.

Referencias

Miriam Rico-Jiménez, Amalia Roca, Tino Krell y Miguel A. Matilla. ‘A bacterial chemoreceptor that mediates chemotaxis to two different plant hormones’. Environmental Microbiology. 2022.

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