IIBCE Crea conocimiento_ Nueva publicación científica de alto impacto

Otra versión de nuestra sección “¿Qué investigamos en el IIBCE?” para dar a conocer un poco más qué hacemos y el impacto de nuestra investigación.

Las bacterias promotoras del crecimiento vegetal y su aplicación en cultivos sustentables

Este año el IIBCE concluirá uno de sus grandes proyectos de investigación, financiado por la ANII en el marco del programa “Alianzas para la Innovación” y desarrollado en conjunto con la Sociedad de Fomento Rural Ortiz (SFRO) de Lavalleja. Su objetivo: contribuir a la sustentabilidad económica y ambiental del cultivo de Festuca var. Don Tomás, una variedad de gramínea muy cultivada en nuestro país.

La ciencia busca responder preguntas, resolver problemas, y también mejorar procesos y productos. En este caso, sabemos que la sustentabilidad de un cultivo puede mejorar si investigamos las posibilidades de aumentar su rendimiento que sean amigables con el ambiente y tengan costos reducidos. A este respecto, desde hace varios años en el Departamento de Bioquímica y Genómica Microbianas del IIBCE, BIOGEM, estudiamos las bacterias que promueven el crecimiento vegetal (BPCV), microorganismos muy variables, presentes de forma natural en el medio.

Una variedad cultivable y potente

La Festuca arundinácea, Festuca, es una gramínea perenne que se cultiva sola o en mezclas forrajeras destinadas a la alimentación del ganado. Hace algunos años la SFRO ubicó una población de Festuca con gran persistencia y productividad y decidió registrarla en el Instituto Nacional de Semillas bajo el nombre de festuca SFRO var. Don Tomás; descubrió que es cultivo de alto potencial, aunque presenta algunas complicaciones. Aquí es donde entró la protagonista microbiología y el rol del IIBCE.

Festuca Arundinácea_ Img. del portal del Laboratorio de Botánica de la Facultad de Agronomía. a: aspecto general de la planta; b: detalle de la panoja; c: detalle de la base de la lámina, nótense las aurículas y la lígula breve y truncada; d: detalle de la espiguilla.

Uno de los problemas de Festuca es que necesita de fertilización química para alcanzar su potencial de crecimiento, lo que representa un alto costo económico y un impacto ambiental negativo. Otro inconveniente asociado, es la infección por el hongo endófito Neotyphodium coenophialum, que causa la enfermedad conocida como Festucosis, cuyas consecuencias van desde bajas en la producción de leche y carne hasta la muerte de los animales.

Soluciones sustentables y amigables con el ambiente

En proyecto de alianza IIBCE-SFRO se propuso aportar soluciones a estos problemas asociados a la variedad Don Tomás, mediante el empleo de bacterias promotoras del crecimiento vegetal, para contribuir a la sustentabilidad económica y ambiental del cultivo.

Con esta alianza y estos objetivos, en el IIBCE profundizamos una de las líneas de investigación de BIOGEM a cargo de Federico Battistoni, asociadas a otras preexistentes que quizás conocerán en futuras notas. La misma involucra el estudio de las interacciones endófito-planta hospedera y la gran cantidad de posibles beneficios que trae, englobados en lo que se denomina promoción del crecimiento vegetal, PVC.

Imagen que resume la línea de investigación sobre Bacterias Promotoras del Crecimiento Vegetal, su interacción benéfica con las plantas hospederas y el potencial para mejorar el rendimiento agroindustrial.

La PCV por los endófitos puede lograrse en forma directa o indirecta. En el primer caso, existen tres mecanismos: 1, la producción de fitohormonas que contribuyen al crecimiento de la planta como auxinas, giberlinas, citoquininas o de proteínas que regulan sus niveles en la planta como las desaminasas (ACC); 2, la fijación biológica del nitrógeno y 3, la solubilización de minerales como fósforo, potasio y hierro. En el segundo, los mecanismos conocidos incluyen: 1, la inducción de la tolerancia a estreses abióticos y 2, la protección contra patógenos, llamada biocontrol.

Por lo tanto, es claro que conocer y poder manejar estas interacciones endófito-planta hospedera es una clave para desarrollar sistemas agrícolas sustentables.

Por eso, el proyecto se planteó y logró con éxito los siguientes resultados: construir una amplia colección de bacterias-endófitas nativas asociadas a la variedad Don Tomás, identificar y caracterizar bioquímica, fisiológica y molecularmente la colección buscando características de PCV, así como estudiar la respuesta en producción de materia seca, de la variedad Don Tomás a la inoculación con bacterias seleccionadas en diversas condiciones. Por último, el equipo de Federico se propuso estudiar la respuesta en ganancia de peso del ganado vacuno bajo pastoreo en la variedad inoculada, comparándola con la no inoculada.

Este trabajo dio lugar a una publicación de impacto a nivel académico y social en una revista internacional arbitrada bajo el título “Identificación y caracterización de parte de la comunidad bacteriana asociada al crecimiento en campo de la Festuca, (Festuca arundinacea) cv. SFRO Don Tomás en Uruguay”, cuyos autores fueron María Cecilia de los Santos, Cecilia Taulé, Cintia Mareque, Martin Beracochea y Federico Battistoni.

Un último dato muy importante: esta investigación de al menos 3 años de duración sentó las bases para el desarrollo de un bioinoculante basado en BPCV, un gran paso hacia el uso de una biotecnología novedosa, en un cultivo estratégico para los productores de nuestro país.

Felicitaciones a Federico Battistoni y colaboradores por su aporte hacia un país con producción sustentable.

Contacto con Federico: fbattistoni@iibce.edu.uy, febattist@gmail.com

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