Durante mucho tiempo, se pensó que el único papel del sistema inmune era distinguir entre amigos y enemigos y defenderse de los patógenos. De hecho, es más como un sistema de manejo microbiano que también está involucrado en la acomodación de microorganismos beneficiososen la planta cuando sea necesario. Investigadores del Instituto Max Planck de Investigación de Fitomejoramiento en Colonia en colaboración con un consorcio internacional de otros laboratorios descubrieron esta relación entre la planta modelo Arabidopsis thaliana o berro de thale y el hongo Colletotrichum tofieldiae . La planta tolera el hongo cuando necesita ayuda para obtener fosfato soluble del suelo y rechaza el microbio si puede realizar esta tarea por sí mismo.
Las plantas crecen y prosperan solo si tienen acceso a fosfato soluble en el suelo. No pueden utilizar fosfato unido sin la ayuda de otros organismos. Por lo tanto, la mayoría de las plantas mantienen una micorriza, una malla fúngica alrededor de sus raíces, que las suministracon nutrientes vitales derivados del suelo a cambio de carbohidratos, que producen por fotosíntesis.
Arabidopsis es una de las pocas plantas que no tiene micorrizas. En cambio, esta especie tiene una relación beneficiosa con el hongo del suelo Colletotrichum tofieldiae . Este hongo coloniza el berro de tallo a través de sus raíces y luego vive dentro y entre las células de la raíz. Convierte el fosfato insoluble en el suelo en fosfato soluble y libera el nutriente a través de la malla fúngica a su huésped vegetal, que lo necesita para crecer."La interacción beneficiosa entre thale berro y Colletotrichum fue una sorpresa para nosotros, porque esta familia de hongos se encuentra casi en todas partes como un patógeno ", dice Paul Schulze-Lefert, Director del Instituto Max Planck en Colonia." Solo en el maíz, un pariente de este hongo causa pérdidas de cultivos queencontrar miles de millones de dólares. Por lo tanto, queríamos saber por qué Colletotrichum tofieldiae no daña la planta de berros thale ".
El sistema inmunitario se adapta a los suministros de fosfato
Debido a que Schulze-Lefert y sus colegas aislaron el hongo de una planta de berro de thale en la meseta central de España y el hongo no ocurre en las plantas de berro de thale que crecen en otras regiones, sospecharon desde el principio que la relación simbiótica tiene algo que vercon el medio ambiente local. Observaron que hay muy poco fosfato soluble presente en el suelo de la meseta central. Los científicos con sede en Colonia demostraron que se necesita un sistema inmune innato intacto para la simbiosis y permite que el hongo se establezca en la planta.arraiga solo si la planta no puede obtener suficiente fosfato del suelo por sí sola. Sin embargo, si el fosfato es abundante, la planta lanza una respuesta inmune masiva. "Es un sistema fantásticamente bien regulado", dice Schulze-Lefert.por lo tanto, se reconoce como tal solo en circunstancias específicas. Esa es una versión completamente nueva del sistema inmune ".
Los científicos también pudieron mostrar qué procesos están involucrados. Un proceso se conoce como la "respuesta de inanición de fosfato", por medio del cual la planta detecta la disponibilidad de fosfato en el suelo y transmite esta información a un circuito que acelera oralentiza el crecimiento de las plantas. Si el fosfato soluble se vuelve escaso, el sistema de detección de nutrientes se comunica con una rama del sistema inmune de la planta para acomodar al inquilino fúngico dentro de las raíces. Esta rama del sistema inmune dirige la síntesis de glucósidos de aceite de mostaza. Estos compuestos son responsables deSchulze-Lefert y sus colegas demostraron que, en ausencia de esta vía de síntesis, C. tofieldiae se convierte en un patógeno potencialmente mortal para el berro de thale.
"La planta de berro thale controla su interacción con su inquilino al vincular su sistema inmune a un sensor de disponibilidad de fosfato", dice Schulze-Lefert. "Es una solución elegante que extiende el papel del sistema inmune para garantizar un suministro externo denutrientes en condiciones de desnutrición. Esto no se ha observado previamente en el reino vegetal ".
Ayudante para uno, patógeno para otros
Como siguiente paso, los investigadores de Max Planck quieren aclarar qué moléculas median la comunicación entre la detección de nutrientes y el sistema inmunitario y cómo se organiza este proceso de toma de decisiones. La única especie entre las brassicas que no sintetiza glucósidos de aceite de mostaza,a saber, el bolso del pastor, no tolera el hongo. Para el bolso del pastor, C. tofieldiae es un patógeno mortal. Evidentemente, la ausencia de la vía de síntesis de glucósidos de aceite de mostaza significa que falta la base molecular para una coexistencia beneficiosa.
Los hallazgos también son notables en otro sentido. Mientras que las plantas sanas están colonizadas por comunidades bacterianas con una composición reproducible, parece haber menos selectividad en la elección de los inquilinos fúngicos. Es casi como si las especies fúngicas individuales estuvieran presentes en elplantas por pura casualidad, porque no hay un patrón obvio ". Ahora hemos demostrado que a Colletotrichum el hongo que descubrimos por accidente no se instala en la planta por accidente ", dice Schulze-Lefert. Sirve el berro de thale como un sustituto del hongo micorriza desaparecido. Sin Colletotrichum , la planta tendría muy pocas posibilidades de supervivencia en suelos con bajo contenido de fosfato. La coexistencia mutua es beneficiosa para ambas partes, pero solo mientras prevalezcan las condiciones adecuadas ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Max-Planck-Gesellschaft . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :