Las raíces de una planta adaptan el entorno de su suelo mediante metabolitos especializados

Una pequeña planta de la familia de la mostaza (Arabidopsis thaliana) produce metabolitos especializados capaces de alterar selectivamente las comunidades microbianas del suelo que rodea sus raíces a fin de satisfacer sus propios fines.

Si bien los hallazgos pueden ser útiles en la ingeniería de la microbiota de la raíz para aportar beneficios a la agricultura sostenible, también pueden explicar parcialmente por qué las plantas han evolucionado una diversificación metabólica tan grande. Las plantas pueden producir una enorme variedad de metabolitos especializados, lo que les ha permitido adaptarse a nichos ecológicos casi ilimitados.

Un factor ambiental importante en su capacidad para prosperar en un lugar son los microbios vecinos que habitan en el suelo que rodea sus raíces. Si bien se estima que una parte significativa de la energía fotosintética de una planta se utiliza para crear moléculas derivadas de las raíces que se cree que son importantes para favorecer la formación de una microbiota de la raíz diferenciada del suelo circundante, los mecanismos subyacentes relacionados con el establecimiento de estas comunidades siguen siendo esquivos.

Se ha demostrado que los triterpenos, una gran familia de metabolitos de plantas especializados en importantes funciones de defensa y señalización, poseen funciones antifúngicas y antibacterianas, lo que sugiere un posible papel en la mediación de la microbiota de la raíz. Sin embargo, todavía no se ha caracterizado un número sustancial de genes biosintéticos conocidos que se expresan en la raíz en genomas de plantas y se desconoce si utilizan metabolitos (y, en su caso, qué metabolitos usan) para crear una microbiota de la raíz favorable.

Ancheng Huang y sus colegas utilizaron el análisis metabolómico y la secuenciación del genoma completo para revelar una red biosintética de triterpeno anteriormente desconocida en las raíces de A. thaliana. De acuerdo con los resultados, las rutas biosintéticas de la red pueden sintetizar una amplia variedad de compuestos de triterpeno, incluidos tres -arabidina, talianina y TFAE- que se demostró que afectan a la microbiota de la raíz de Arabidopsis. De acuerdo con Huang et al., en ensayos biológicos in vitro se mostraron actividades de favorecimiento del crecimiento y antibióticas hacia diferentes taxones de microbiomas, respaldando de este modo el papel de esta red biosintética en la configuración dinámica de una microbiota de la raíz específica de A. thaliana. (Fuente: AAAS)