Hormonas como intermediarias en el ensamblaje del microbioma vegetal

Tanto el interior como el exterior de las plantas están poblados por microorganismos específicos y a menudo ensamblados selectivamente en comunidades enormes, llamadas microbiota. Dentro de estas, se encuentran las bacterias y hongos, existiendo entre ellos interacciones neutrales, beneficiosas o patógenos, formando el microbioma.

Los efectos versátiles del microbioma vegetal pueden dividirse en dos: La mejora de la adaptabilidad ambiental y aptitud de las plantas a través de la protección contra el estrés abiótico o biótico, así como promover el suministro de agua y nutrientes, y la ayuda al desarrollo del sistema radicular de la planta, estimulando el crecimiento de la raíces laterales y formación de pelos radiculares, que mejoran la accesibilidad al agua y nutrientes.

Por tanto, ¿cómo consiguen las plantas atraer la microbiota beneficiosa? Dentro de las zonas colonizadas, las plantas y sus comunidades microbianas se influyen fuertemente entre sí, habiendo sido descritos varios mecanismos acerca de cómo llevan a cabo dicha comunicación. La señalización química contribuye en gran medida a interacciones microbio-microbio antagónicas (metabolitos antimicrobianos) o mutualistas (probióticos). También encontramos metabolitos primarios y secundarios producidos y exudados por las plantas pueden atraer selectivamente o repeler a algunos miembros de las comunidades microbianas. Y viceversa, los metabolitos microbianos pueden alterar el desarrollo de las plantas y sus respuestas a las señales ambientales.

Las plantas han desarrollado mecanismos para “dar forma” a tales comunidades, para explotar los microbiomas como recurso genético, ampliando sus capacidades para hacer frente a condiciones ambientales cambiantes. Como ejemplo, ciertos patógenos foliares promueven la secreción de metabolitos en las raíces para modificar la composición de la microbiota, para reclutar microorganismos beneficiosos que activen las defensas contra estos invasores foliares.

Pero en todo este proceso de interacciones planta-microbiota, las hormonas vegetales asumen un papel central, ya que son los mensajeros químicos involucrados en importantes procesos celulares y fisiológicos, procesos de señalización y adaptación microbiana a sus huéspedes.

¿Cuáles son los efectos de la señalización hormonal de las plantas sobre el microbioma vegetal?

Es necesario mirar hacia atrás en el origen y evolución de las interacciones planta-microorganismo, para comprender la función hormonal en la configuración del microbioma. La colonización terrestre implicó la necesidad de adquirir nutrientes sin un sistema de raíces. En este proceso de transición al medio terrestre, los simbiontes beneficiosos jugaron un papel muy importante. La señalización hormonal en las plantas tempranas y su participación en las interacciones planta-microorganismo posiciona a las hormonas como herramientas clave en la regulación de la simbiosis y el ensamblaje del microbioma.

Función hormonal en el ensamblaje del microbioma (Eichmann et al., 2021)

Las plantas y los microorganismos han co-evolucionado empleando diversas estrategias para comunicarse e interactuar entre sí. Desde la perspectiva vegetal, es un acto de equilibrio. Las plantas invierten importantes recursos, como nutrientes, para crear un hábitat rizosférico atractivo para los microorganismos, lo cual conlleva el riesgo de desperdiciar recursos costosos en microorganismos ineficaces o incluso perjudiciales. Por lo tanto, es crucial que las plantas cuenten con mecanismos selectivos para tener cierto control sobre el acceso a la rizosfera rica en recursos y el equilibrio de dichas interacciones.

Para las plantas, las hormonas representan mediadores efectivos para adaptarse a los estímulos ambientales y coordinar procesos de desarrollo complejos. Como una especie de lenguaje químico común, las hormonas se han convertido en intermediarios de microorganismos y plantas para implementar las condiciones para el establecimiento de nichos en la rizosfera y facilitar la adaptación del huésped específico.

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