Bacterias que alimentan la soja

Escribe Irene A. Maier- CIC – Agencia CyTA – Instituto
Leloir

La inoculación de las semillas de soja con la bacteria "rizobium" mejora el aporte de
nitrógeno a las plantas y aumenta el rendimiento de los cultivos. Un grupo de investigación de la Facultad de Ciencias Agrarias y
Forestales de la UNLP está tras la pista de cepas bacterianas más eficaces que las empleadas actualmente y estudia cómo afecta a los
microorganismos el método de labranza empleado.
Desde hace muchos años es una práctica común recubrir las semillas de soja con un preparado que contiene una bacteria no patógena de
los suelos, llamada "rizobium". Este microorganismo penetra las raíces de la planta e induce la formación de nódulos en los que se
instala, asimila el nitrógeno atmosférico y produce compuestos de este elemento.
"El rizobium utiliza moléculas de nitrógeno del aire contenido en el suelo (que las plantas no pueden usar directamente) y las
transforma en un compuesto de amonio que sirve de alimento a la soja. A cambio, la bacteria se nutre de compuestos de carbono e
hidrógeno que circulan por la savia. Esta relación simbiótica hace que la planta necesite extraer menos nitrógeno del suelo,
disminuyendo el empobrecimiento de la tierra, y permite que tenga más alimento disponible cuando se forman los frutos o el clima es
desfavorable", explica el doctor e ingeniero agrónomo Pedro Balatti, investigador de la Comisión de Investigaciones Científicas de
la Provincia de Buenos Aires (CIC).
Las cepas de rizobium usadas comercialmente fueron seleccionadas por su capacidad de brindar nitrógeno a la soja. Pero luego de muchos
años de inoculación, los investigadores encuentran que en la mayoría de nuestros suelos hay nuevas cepas bacterianas descendientes de
las originales, que han cambiado por adaptación al ambiente.
El doctor Balatti dirige un grupo de investigación de la Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales de la UNLP que está estudiando
algunas de estas cepas ‘salvajes’. Buscan determinar si compiten con la inoculada, penetrando en las raíces con mayor facilidad que
ella, y si son más o menos eficientes que la original. Como ejemplo nos cuenta que en Brasil se aisló una cepa salvaje que fija más
nitrógeno y fue incorporada a inoculantes comerciales.
Identificando nuevas bacterias
En el laboratorio de Biología Molecular del Instituto de Fisiología Vegetal (INFIVI, que depende de la UNLP y el CONICET) se han
desarrollado métodos para reconocer las distintas cepas de rizobium, tanto en los suelos como dentro de los nódulos. Con estas
herramientas, el grupo de Balatti ya ha identificado cerca de 200 cepas derivadas de la cepa madre en muestras de suelos sembrados con
soja. Asimismo, estudian terrenos no cultivados en el norte del país buscando nuevas bacterias y han encontrado unos 200
microorganismos que pueden nodular la soja. Sin embargo, no creen que sean específicas para ella, sino que evolucionaron con otras
plantas leguminosas nativas de la región.
Los investigadores estudian las características fisiológicas de las bacterias aisladas, tratando de determinar si tienen mejores
capacidades que las empleadas actualmente. Determinan, por ejemplo, si son resistentes o no a los antibióticos, en qué medios
nutritivos crecen, su velocidad de reproducción o su compatibilidad con otras plantas leguminosas además de la soja. Estas
características son vinculadas con el ADN de las diferentes cepas, para identificar cuáles son los genes que las rigen. De esta forma,
posteriormente se acelera la selección de las bacterias de acuerdo a sus particularidades, analizando el genoma.
"Una de nuestras búsquedas son cepas de crecimiento más rápido que la empleada actualmente y que sean tan eficientes como ella. Con
ello se aceleraría su reproducción en los suelos y en consecuencia su capacidad para competir. La cepa actual necesita 7 días para su
producción industrial. Si el tiempo de fermentación bajase a 3 días disminuirían los costos de producción y el riesgo de contaminación
de una partida de cultivos, la que entonces debe desecharse", dice Balatti.
Hallazgos
La posibilidad de identificar los genes que facilitan la supervivencia de las bacterias, tanto en el inoculante como sobre las
semillas, también es una característica estudiada. Dentro de esta línea de trabajo, el grupo ha desarrollado una estirpe mutante con
un gen que altera la capacidad de sobrevida, logro que abre importantes posibilidades de aplicación.
Pero además de mejorar diversos aspectos genéticos, los científicos deben determinar si la cepa inoculada es más hábil que las otras
cepas en los suelos para penetrar en la planta de soja y nodularla. Para ello se sirven de las técnicas desarrolladas para identificar
bacterias en los nódulos.
"Colocamos dos cepas que deseamos comparar en contacto con las semillas y luego determinamos cuál de ellas termina dentro de los
nódulos. Los ensayos se repiten con distintas proporciones relativas de cepas. De esta forma sabemos si será necesario aumentar la
concentración del inoculante comercial para asegurarnos de que sea esta bacteria y no otra, la que ocupe los nódulos", aclara Balatti.
El papel de la labranza
Otro factor importante que puede incidir sobre el rendimiento de la inoculación es el método de cultivo del campo. El número de
agricultores que utiliza la siembra directa creció en los últimos años, pero no se conoce cómo este cambio afecta a la biodiversidad
de “rizobium” en los suelos y a la supervivencia de las distintas cepas. Por ello, los investigadores de La Plata trabajan en dos
lotes estas características, comparando un suelo cultivado por métodos tradicionales con otro suelo en el que se emplea la siembra
directa.
Por último, la obtención de cepas de rizobio más eficaces también contribuye a evitar la contaminación ambiental, ya que disminuye la
necesidad de fertilizar los campos con nitratos, que son compuestos más asimilables por las plantas. Los nitratos, además de tener
mayor costo de producción, son muy solubles. Por tal motivo son lavados fácilmente de los suelos y, lo que es más grave, aumentan la
contaminación de las aguas.
Agencia CyTA – Instituto Leloir