LAS MICORRIZAS Y SU RELACION CON LAS PLANTAS Y BACTERIAS

6 mayo, 2022/en Académico, Productos/por arvensisagro

Hace mas de 450 millones de años las plantas se asociaron a los hongos filamentosos y esta relación se ha mantenido hasta nuestros días. Las micorrizas se definen como la interacción entre un hongo y una planta en la que ambos organismos se ven beneficiados: el hongo incrementa la toma de nutrientes mientras que la planta cede los carbohidratos necesarios para el ciclo vital del hongo.

https://es.wikipedia.org/wiki/Micorriza_arbuscular#/media/Archivo:Arbuscular_mycorrhiza_microscope.jpg

Las micorrizas están ampliamente distribuidas de forma que están presentes en mas de un 80% de las plantas. Adicionalmente se han clasificado más de 6000 especies de hongos capaces de micorrizar.

Se conocen varios tipos de micorrizas (ectomicorrizas, endomicorrizas y ectoendomicorrizas), siendo las endomicorrizas arbusculares las mas extendidas y las estudiadas. En este tipo de micorrizas, las hifas del hongo penetran en las células de la raíz estableciendo una simbiosis intracelular y formando una estructura característica denominada arbusculos.

Como se ha comentado en anteriores artículos (https://www.arvensis.com/es/simbiosis-con-hongos-micorrizicos/) los beneficios para las plantas se derivan en su mayoría (aunque no exclusivamente) del incremento en la extensión de la superficie de absorción gracias a las hifas del hongo y son:

Incremento del crecimiento y nutrición mediante el incremento en la toma de nitrógeno, fósforo y otros nutrientes
Incremento de la toma y retención de agua, especialmente en épocas de sequía
Incremento en la tolerancia de otros estreses abióticos como la salinidad o la contaminación con metales pesados
Incremento en la tolerancia a estrés biótico y bioprotección frente a patógenos
Mejora de la calidad del suelo
Incremento del vigor y el rendimiento de las plantas

Kuila & Gosh, 2022

Sin embargo, no hay que perder de vista el medio en el que se desarrollan estas interacciones: la rizosfera. En condiciones naturales, existen bacterias asociadas al hongo micorrizico que colonizan su superficie y que en incluso en algunos taxones son capaces de vivir en su citoplasma como endobacterias. Existe una amplísima variedad de bacterias identificadas asociadas a micorrizas pero parece existir una predominancia por especies de los géneros Pseudomonas, Burkholderia y Bacillus si bien estas comunidades dependen tanto del hongo (principalmente) como de la planta.

Bonfante & Anca, 2009

Las interacciones entre el hongo micorrizico y las bacterias implican que (como en el caso de las plantas) ambas deben obtener un beneficio. Algunas de estas especies son responsables de multiples efectos beneficiosos y tienen influencia tanto en las plantas como en el hongo micorrizico. Se han observado casos en los que el hongo micorrizico es capaz de sobrevivir sin la planta, en presencia de la bacteria.

Por último cabe destacar que en el interior de algunos hongos micorrícicos se han detectado mediante microscopía, estructuras con cierto parecido a bacterias y que no pueden ser cultivadas fuera del hongo. Estos objetos similares a bacterias (o BLOs) podrían tener gran importancia evolutiva, pero su función no está muy clara todavía.

Desde Arvensis Agro os animamos a que potenciéis vuestros cultivos mediante el uso de las micorrizas presentes en RHIZAS, y las PGPRs contenidas en FERTTYBYO.

C.Cívicos

BIBLIOGRAFIA Y LECTURA RECOMENDADA

“Plants, mycorrhizal fungi and bacteria: A network of interactions” (Bonfante & Anca, 2009)
“Towards an integrated mycorrhizal technology: Harnessing mycorrhiza for sustainable intensification in agriculture” (Rillig et al., 2016)
"Arbuscular mycorrhizal fungi as natural biofertilizers: Let´s benefit from past successes” (Berruti et al., 2016)
“Mycorrhizzas in agroecosystems” (Pagano et al., 2016)

Más artículos de Arvensis:

¿Por qué es tan importante la floración y el cuajado del olivo?

11 abril, 2024/en Académico/por arvensisagro

Uno de los momentos más críticos e importantes en el cultivo del olivar es la formación y el cuajado de las aceitunas. Para mejorar el cuajado del olivar y en consecuencia, incrementar la producción y rentabilidad de nuestro cultivo, debemos tener en cuenta factores que repercuten en la calidad del fruto y tratamientos para el cuajado del olivo.

Ciclo de crecimiento del olivo

El olivo muestra un crecimiento con dos picos. Comienza el primer pico en marzo para continuar hasta principios de junio. El segundo período de crecimiento ocurre en septiembre para detenerse a finales de noviembre.

El proceso fisiológico que conduce a la diferenciación de la flor del olivo en marzo y la floración en mayo comienza en el verano anterior con la inducción de la floración, seguida de la iniciación de la floración en noviembre. El olivo produce flores perfectas con pistilos verdes y funcionales, o flores imperfectas que contienen un pistilo abortado. La cantidad de flores perfectas formadas varía según la inflorescencia, el cultivar y las condiciones ambientales.

Un olivo maduro suele producir en torno a 500.000 flores, de las cuales entre el 10% y el 15% dan fruto, seguido por una rápida caída de la fruta hasta 6 a 7 semanas después de la plena floración. En un año con floración normal, un cuajado final de frutos del 1% al 2% dará como resultado un buen rendimiento comercial.

Hábitos de floración y desarrollo de yemas en el olivo

Las flores del olivo se forman en inflorescencias, que se desarrollan a partir de yemas axilares. Durante el crecimiento del brote, en el año anterior a la floración, se forman en cada nudo dos hojas opuestas con una yema en la axila de cada hoja.

Para que una yema sea de flor tiene que haber sufrido un proceso de iniciación floral. La iniciación floral incluye dos procesos: inducción (predisposición de las yemas a desarrollar inflorescencia), y diferenciación de las estructuras de la inflorescencia y de la flor.

La inducción floral de las yemas se produce la campaña previa a la floración, entre el mes de julio y octubre. La diferenciación de las estructuras florales se inicia en febrero y coincide con la fase de brotación.

Factores influyentes en el cuajado y desarrollo del olivo

Según algunos autores, puede existir un periodo de reversibilidad que suele ser desde octubre, en el que yemas inducidas a flor pueden revertir a vegetativas si no pasan suficiente frío o les falta determinadas sustancias elaboradas por las hojas.

Entre los factores que afectan al cuajado, la fisiología del olivo (polen viable, compatibilidad de polen, crecimiento del tubo polínico, etc) y las condiciones ambientales (temperaturas bajas o altas, vientos secos y lluvias que podrían llegar a inhibir el crecimiento del tubo polínico.

La simultaneidad entre procesos vegetativos y reproductores del mismo año y entre procesos de dos ciclos reproductores consecutivos origina fenómenos de competencia. En años de gran cosecha los asimilados procedentes de la fotosíntesis se dirigen hacia los frutos en desarrollo, frenando el crecimiento vegetativo del árbol, esto conlleva la reducción de la floración del año siguiente lo que podría afectar a la producción.

La absorción de nutrientes se produce principalmente en primavera y verano, durante la brotación, cuajado y crecimiento del olivo. La tasa de absorción de nitrógeno es mayor en primavera y principios de verano, durante el crecimiento vegetativo, mientras que la absorción de potasio es ligeramente menor en esta época. La pulverización foliar puede complementar la absorción de nutrientes por las raíces en momentos específicos. Por este motivo se debe considerar la pulverización foliar.

Recomendaciones para el cuidado del olivo

Desde el departamento técnico y de I + D de Arvensis, recomendamos llevar a cabo unos tratamientos previos a floración y cuajado con QUICELUM, formula especial ecológica, con alto contenido en precursores de fitohormonas naturales principalmente auxinas y citoquininas, ácido fólico y otros coadyuvantes sinérgicos para la floración y cuajado con el fin de mejorar la viabilidad del polen, la germinación del tubo polínico, reducir la caída fisiológica de los frutos y mejorar su tamaño.

También aplicando QUICELUM al inicio del envero junto a POTOMAK, bioestimulante ecológico con alto contenido en potasio de fácil asimilación (exento de cloro, sodio y sulfatos) que incluye en su composición extractos de algas Ascophyllum nodosum, permite incrementar el rendimiento graso al potenciar la división celular y acelerar la translocación de los carbohidratos y su posterior transformación en grasa.

1, 2, 3 ¿Las plantas saben contar, sumar y restar? La vernalización

3 abril, 2024/en Académico/por arvensisagro

¿Te has planteado alguna vez si las plantas tienen algún tipo de percepción numérica? ¿Si saben cuantificar el tiempo? Y si perciben el tiempo ¿cómo lo hacen? ¿sabías que son capaces de contar las horas? A primera vista, el concepto de que las plantas puedan realizar operaciones matemáticas parece ridículo, pero quizás descubras que se acerca más a la realidad de lo que parece en un primer momento.

¿Qué implicaciones tiene que las plantas puedan tener algún tipo de sentido temporal? ¿Para qué les serviría? Este proceso se denomina vernalización y es fundamental para muchas especies. Aunque no lo parezca, hay plantas que necesitan un período de exposición al frío para inducir la floración, de esta manera evitan las heladas. A continuación, veremos en detalle a que nos referimos exactamente cuando decimos que las plantas «cuentan» las horas de frío, por qué es tan importante este proceso y cómo las plantas lo llevan a cabo.

¿A qué nos referimos con contar y cómo lo hacen?

Hay plantas que necesitan un período de frío para inducir la floración y poder producir. Pero ¿Cómo saben que están en invierno? Y sobre todo ¿Cómo saben cuándo ha pasado el invierno? Este conteo de horas de frío es esencial para regular el momento en el que las plantas florecen, evitando así la floración prematura durante los períodos cálidos del invierno. Si la planta floreciera cuando no toca, el frio podría causar que las flores mueran y con ello la nueva generación. Por todo esto es muy importante para las plantas poder calcular de manera precisa cuanto tiempo ha hecho frio y cuanto más va a hacer.

¿Cómo lo hacen? Las plantas utilizan una combinación de señales químicas y biológicas. Básicamente, son capaces de contar cuántas horas de frío han experimentado y también saben cuántas horas de frío debería durar el invierno. De esta manera, pueden determinar cuándo debería terminar el frío.

Durante la vernalización, las plantas acumulan una serie de señales moleculares que les permiten «contar» las horas de frío que han experimentado. Esta información temporal se traduce en cambios en la expresión génica y en la regulación de procesos fisiológicos clave, como la transición de la fase vegetativa a la fase reproductiva.

A nivel molecular, el proceso de conteo de horas de frío involucra a varias moléculas y compuestos químicos. Se ha descubierto que ciertas proteínas, como los receptores de frío, desempeñan un papel crucial en la percepción y transducción de señales relacionadas con el frío. Estos receptores activan cascadas de eventos moleculares que finalmente conducen a cambios en la expresión génica y al desarrollo de rasgos fenotípicos asociados con la vernalización, como la floración. Además, se han identificado varios reguladores de la transcripción y factores de transcripción que controlan específicamente la respuesta de la planta al frío y coordinan la inducción de la floración.

¿Qué plantas lo hacen?

Hay muchas plantas capaces de hacerlo, especialmente aquellas que crecen en regiones con estaciones frías. Hay muchos ejemplos como el trigo, la cebada, la avena y varias plantas de la familia Brassicaceae, como la colza y el rábano.

En el ámbito de los frutales, también hay muchas especies sensibles a la vernalización y que requieren un período de exposición al frío para desencadenar la floración y la producción de frutos. Uno de los ejemplos más conocidos es el manzano (Malus domestica), cuyas variedades suelen clasificarse en dos categorías: las que necesitan vernalización y las que no. Además del manzano, el durazno (Prunus persica), la ciruela (Prunus domestica) y la cereza (Prunus avium) son otros ejemplos.

El Cambio Climático ¿Cómo afectará a estas plantas?

El cambio climático es una realidad que afecta a todo el planeta, y España no es una excepción. Desde hace años hay inviernos más cortos y cálidos, así como heladas a destiempo, estos cambios pueden tener un impacto significativo en la vernalización de las plantas, especialmente en aquellas que dependen de un período de frío para inducir la floración.

En primer lugar, los inviernos más cortos y cálidos pueden alterar el proceso de vernalización al no proporcionar suficiente tiempo de exposición al frío para que las plantas completen este proceso correctamente. Como consecuencia, la floración puede retrasarse o ser menos uniforme, lo que afecta negativamente la producción de frutos y semillas.

Por otro lado, las heladas a destiempo tienen un impacto devastador en las plantas que han iniciado el proceso de floración. Estas condiciones pueden provocar la muerte de brotes y yemas florales, lo que resulta en una reducción significativa en la producción de flores y frutos.

Conclusión

En última instancia, el estudio de las horas de frío y su impacto en la vernalización de las plantas nos revela la complejidad y la sorprendente adaptabilidad del reino vegetal. Este conocimiento no solo es esencial para comprender mejor los ciclos de vida vegetal, sino que también se convierte en una herramienta poderosa para afrontar los desafíos planteados por el cambio climático. Con el aumento de las temperaturas y los patrones climáticos impredecibles, es más crucial que nunca comprender cómo estas variables afectan a las plantas que dependen de la vernalización. Este entendimiento nos capacita para desarrollar estrategias de adaptación y prevenir los problemas antes de que afecten a la cosecha con protectores osmóticos , térmicos, productos anti estrés y bioestimulantes.

¿Cómo aparecen las resistencias en los microorganismos?

21 marzo, 2024/en Académico/por arvensisagro

¿Qué son las resistencias en los microorganismos?

La resistencia es la capacidad del microorganismo a sobrevivir a la exposición a un estímulo externo que de manera habitual lo mataría. Habitualmente y cuando se habla de resistencia, se suele extrapolar a resistencia a antibióticos, pero hay otros tipos de resistencias (como por ejemplo a elevadas temperaturas o a baja cantidad de agua).

La resistencia a los antimicrobianos se produce cuando bacterias, virus, hongos y parásitos cambian a lo largo del tiempo y dejan de responder a los tratamientos, lo que dificulta el tratamiento de infecciones y aumenta el riesgo de propagación de enfermedades y muerte.

¿Cómo se producen las resistencias?

Las resistencias se desarrollan como respuesta a la presión selectiva ejercida por un antibiótico u otro compuesto/condición (como por ejemplo un antiséptico o calor extremo).

Para el desarrollo de una resistencia deben darse 2 condiciones: que el contacto con la condición de selección sea prolongado y que la intensidad de dicha condición permita sobrevivir al microorganismo.

La resistencia a un estímulo particular puede ser una propiedad natural del microorganismo o puede adquirirse mediante un mecanismo:

Intrínseca: el microorganismo no posee la diana sobre la que actúa el estímulo, y por tanto no le afecta (si el antibiótico afecta a la pared celular y el microorganismo no tiene pared, el antibiótico no le afecta).
Adquirida: el microorganismo adquiere el mecanismo para no ser afectado por el estímulo. Estos mecanismos de resistencia adquirida incluyen: la presencia de enzimas que inactivan el estímulo, modificaciones postraduccionales o postranscripcionales de la diana, reducción de la toma del agente antimicrobiano y excreción activa del mismo (en el caso de que el estimulo sea una sustancia).

Hay que tener en cuenta que las dianas de los distintos microorganismos son distintas por su propia naturaleza (una bacteria no es igual que un hongo) y por tanto cada grupo de microorganismos tiene sus propias sustancias antimicrobianas.

Los mecanismos de acción de los agentes antimicrobianos pueden categorizarse en función de la diana de dichos agentes: inhibición de la síntesis de pared celular, de la síntesis de ácidos nucleicos, de la función ribosómica, o de la función de la membrana celular entre otros.

Ejemplos de resistencias en bacterias

Familia antibacteriana	Mecanismo de accion	Mecanismo de resistencia
Beta-lactamicos	Inhiben la producción de la pared celular. Se unen a enzimas que ayudan a formar los peptidoglicanos	Producción de beta-lactmasa. Cambio en las enzimas de la pared celular.
Cefalosporinas	Interfieren en la síntesis de la pared celular	Cefalosporinasas
Inhibidores de beta-lactamasa	Se unen o inhiben a la enzima beta-lactamasa	Beta lactamasas de espectro extendido
Aminoglicósidos	El rRNA se une a la subunidad 30S causando errores de lectura. Inhiben la producción de proteínas Afecta a la permeabilidad de la membrana celular	Fosforilación, adenilación y acetilación de los aminoglicósidos que evitan su unión
Fluoroquinolona	Interrumpe la rotura/reunión del ADN mediante su unión a girasa, topoisomerasa II o topoisomerasa IV	Modificaciones en la DNA girasa en la DNA girasa. Mutaciones que disminuyen la permeabilidad de las porinas de la membrana externa. Bombas de eflujo
Inhibidores de la ruta de folato	Síntesis de purinas para DNA	Mutaciones cromosómicas. Plásmidos. La ruta se bloquea debido a una dihidrofolato-reductasa resistente.
Tetraciclina	El rRNA se une a la subunidad 30S interfiriendo con la transferencia de aminoácidos.	Bomba de eflujo inducible. Cambio del sitio de unión.

Ejemplos de resistencias en hongos

Familia fungicida	Mecanismo de accion	Mecanismo de resistencia
Azoles	Los azoles alteran la integridad de la membrana mediante la inhibición de la actividad de la enzima implicada en la biosíntesis de ergosterol (componente lipídico mayoritario de la membrana celular fúngica).	Síntesis de bombas de eflujo que expulsan el fungicida.
Polienos	Se unen al ergosterol, lo cual resulta en la formación de poros que alteran la permeabilidad de la membrana produciendo la muerte celular.	Alteraciones en los lípidos de membrana
Analogos de pirimidina		Las resistencias se deben a una reducción de la acumulación del antifúngico en el interior celular causada por mutaciones puntuales en genes que codifican para permesas y desaminasas
Alilamina, tiocarbamato y morfolina	Desorganizan la membrana celular, en este caso, mediante la inhibición de la escualeno-epoxidasa, implicada en la biosíntesis de ergosterol	Alteraciones en la ruta de biosíntesis del ergosterol.
Equinocandinas	Las equinocandinas inhiben la síntesis de la pared fúngica. Esto resulta en un incremento de la vulnerabilidad a lisis osmótica.	Cambios en la diana de las equinocandinas que disminuyen su afinidad por estas.

Bibliografía y lectura recomendada

1.- Acar J, Röstel B. Antimicrobial resistance: an overview. Rev Sci Tech. 2001 Dec;20(3):797-810. doi:

http://dx.doi.org/10.20506/rst.20.3.1309.309. PMID: 11732423

2.- Dowling, Aideen & O’Dwyer, Jean & Adley, C.. (2017). Antibiotics: Mode of action and mechanisms of resistance.

3.- Boyce, K.J. The Microevolution of Antifungal Drug Resistance in Pathogenic Fungi. Microorganisms 2023, 11, 2757.

https://doi.org/10.3390/microorganisms11112757

4.- Maeda T, Furusawa C. Laboratory Evolution of Antimicrobial Resistance in Bacteria to Develop Rational Treatment Strategies. Antibiotics. 2024; 13(1):94.

https://doi.org/10.3390/antibiotics13010094

5.- Sharma, K., Parmanu, P.K. & Sharma, M. Mechanisms of antifungal resistance and developments in alternative strategies to combat Candida albicans infection. Arch Microbiol 206, 95 (2024).

https://doi.org/10.1007/s00203-023-03824-1