COLOMBIA: Bacterias del arroz protegerían cultivos y aumentarían el peso de los granos

Cuatro bacterias que viven en las raíces de la planta del arroz limitan y retardan el crecimiento del añublo bacteriano, enfermedad que causa pérdidas de hasta el 80 % en los cultivos. La aplicación conjunta de estas bacterias disminuyó notablemente el tamaño de las lesiones en los tallos, mejoró la absorción de nitrógeno y aumentó casi al doble el peso de los granos, lo que demuestra que es una alternativa viable a los pesticidas y fertilizantes.

El arroz no solo acompaña la comida, también representa el sustento diario de millones de personas en el mundo y es el segundo cultivo más importante para la seguridad alimentaria global después del trigo, con una producción anual cercana a los 543 millones de toneladas, según la FAO. En Colombia tiene un papel fundamental en la economía agrícola nacional y en la alimentación de las familias campesinas.

Sin embargo, la producción de este grano enfrenta un enemigo silencioso y devastador: Burkholderia glumae, una bacteria que invade el tallo donde se forman las espigas e impide que los granos se desarrollen. El resultado son espigas vacías, granos decolorados y cosechas que pueden perder hasta el 80 % de su producción, especialmente en regiones cálidas y húmedas donde el patógeno prospera.

La solución más común para controlar el añublo bacteriano, enfermedad producida por dicho microorganismo, ha sido el uso de químicos y pesticidas, pero estos, además de contaminar fuentes hídricas, afectar la biodiversidad del suelo y generar riesgos para la salud de los agricultores, han perdido efectividad porque la bacteria ha aprendido a resistirlos. Como alternativa para enfrentar la enfermedad, la investigadora Sandra Ximena Vivas Londoño, magíster en Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Palmira, comprobó que 4 bacterias benéficas extraídas de las raíces del arroz atenúan los efectos del patógeno. Las plantas tratadas produjeron 24 % más espiguillas, los granos casi duplicaron su peso, y tanto las panículas como las raíces fueron más robustas, lo que se tradujo en un mejor anclaje y una mayor capacidad de absorción de nutrientes.

Búsqueda de aliados microscópicos

El primer paso del estudio fue encontrar a los posibles aliados; para ello, la magíster recolectó 8 plantas de arroz totalmente sanas: 7 provenientes del municipio de Saldaña (Tolima) y 1 de Jamundí (Valle del Cauca), principales zonas arroceras de Colombia. En el laboratorio tomó muestras de las raíces, tallos, hoja y granos para aislar las bacterias que viven dentro de los tejidos de la planta, conocidas como bacterias endofíticas, las cuales no son dañinas, por el contrario, la mayoría tienen una relación de beneficio mutuo con la planta. Así, aisló 112 bacterias diferentes.

Luego, en placas de cultivo, enfrentó cada una de estas 112 muestras contra la bacteria B. glumae. Este proceso, conocido como “ensayos de enfrentamiento dual” se puede imaginar como una serie de duelos microscópicos en los que la mayoría de las bacterias extraídas no lograron detener el patógeno.

Sin embargo, 4 de ellas sí lo hicieron, formando una barrera de inhibición a su alrededor, lo que limitó el crecimiento de la bacteria, una clara señal de que producían sustancias que inhibían su desarrollo o competían por el espacio y los nutrientes de manera más efectiva.

Una vez evidenciado su potencial, el siguiente paso fue ponerles un nombre; para ello, la investigadora usó la observación microscópica para identificar cómo se veían sus colonias en una placa —forma, color y textura—, y notó que todas tenían forma de bastoncillo.

El paso siguiente fueron las pruebas bioquímicas para conocer los “gustos” de estas 4 bacterias. Usando unas tiras especiales que contienen 49 azúcares diferentes, analizó qué fuentes de alimento podrían consumir.

Posteriormente, al analizar su ADN, identificó a las aliadas: dos cepas de Priestia aryabhattai, una de Priestia megaterium y otra de Bacillus sp., géneros de bacterias reconocidos mundialmente por su capacidad para promover el crecimiento de las plantas y suprimir enfermedades.

Del laboratorio al invernadero

Con las bacterias ya identificadas, la investigadora estableció un experimento con múltiples grupos de plantas de arroz cultivadas en invernadero. Algunas semillas se trataron individualmente con cada una de las 4 bacterias, otras recibieron una mezcla o consorcio de las 4, otro grupo no recibió ningún tratamiento y un último grupo fue infectado con el patógeno sin ningún tipo de protección.

A los 21 días de germinación de estas plantas, la magíster infectó 3 grupos con la bacteria maligna para conocer y medir qué tan rápido se marchitaban las plantas, cuánto crecían las lesiones en los tallos y cuál era el rendimiento de la cosecha.

Después de 30 días evidenció que las plantas que recibieron el tratamiento con las bacterias benéficas no solo desarrollaron síntomas mucho más leves, sino que además mostraron un vigor y una salud general muy superiores.

La unión de las bacterias prodigiosas demostró ser la estrategia más efectiva. En estas plantas se retrasaron los síntomas de la enfermedad, la lesión en sus tallos fue en promedio 1,3 veces más pequeña que en las plantas que no tuvieron protección, y el peso de los granos aumentó casi el doble, versus el grupo de control.

También concluyó que este grupo de microorganismos benéficos ayudan a fijar el nitrógeno, que permite que la planta crezca con mayor vigor y rendimiento, pues las raíces fueron más robustas, lo que significa que podían absorber mejor los nutrientes y anclarse con más fuerza al suelo.

PUBLICADO POR: https://agenciadenoticias.unal.edu.co