Los hongos entomopatógenos del suelo protegen al maíz de las plagas y la contaminación por mercurio
La contaminación por mercurio del suelo y el agua es una amenaza global para la salud humana y la producción de cultivos, pero un hongo del suelo puede realizar una desintoxicación de calidad
Un investigador de la Universidad de Maryland y sus colegas descubrieron que el hongo Metarhizium robertsii elimina el mercurio del suelo alrededor de las raíces de las plantas y del agua dulce y salada. Los científicos también han modificado genéticamente el hongo para mejorar su efecto desintoxicante contra el mercurio.
“Nuestro estudio mostró que Metarhizium interfiere con la absorción de mercurio por parte de las plantas. Aunque la planta de maíz se plantó en suelo contaminado, se desarrolló normalmente y era comestible. El hongo también puede eliminar el mercurio del agua dulce y salada”, dijo Raymond St. Leger. , profesor de entomología en la Universidad de Maryland.
Metarhizium es un hongo entomopatógeno casi ubicuo, y trabajos previos del laboratorio de Saint-Leger han demostrado que coloniza las raíces de las plantas y las protege de los insectos herbívoros. UNA
Los científicos saben que Metarhizium es uno de los pocos organismos vivos que sobrevive en el suelo en pozos de mercurio. Pero nadie ha determinado previamente qué causa la supervivencia y si tiene algún efecto en las plantas asociadas con las que el hongo entra en una relación simbiótica.
El equipo de Saint Leger secuenció el genoma de Metarhizium e identificó dos genes que se parecen mucho a los genes que se encuentran en bacterias conocidas por desintoxicar o biorremediar el mercurio.
En este trabajo, los investigadores realizaron una serie de experimentos de laboratorio y encontraron que el maíz inoculado con Metarhizium creció igualmente bien ya sea plantado en suelo limpio o suelo saturado con mercurio. Además, no se encontró mercurio en el tejido vegetal del maíz cultivado en suelo contaminado.
Luego, los investigadores diseñaron genéticamente los hongos eliminando dos genes que eran similares a los de las bacterias reductoras de mercurio. Cuando repitieron sus experimentos Metarhizium el suelo modificado ya no protegía a las plantas de maíz del suelo cargado de mercurio, y el maíz murió.
Para asegurarse de que los genes confirieran precisamente propiedades desintoxicantes, los investigadores los insertaron en otro hongo que normalmente no protege al maíz contra el mercurio. El hongo recién modificado funcionó de la misma manera que Metarhizium en la protección de las plantas contra el mercurio del suelo.
Los análisis microbiológicos mostraron que los genes en cuestión expresan enzimas que descomponen formas orgánicas altamente tóxicas de mercurio en moléculas de mercurio inorgánico menos tóxicas. Finalmente, los investigadores modificaron genéticamente Metarhizium para expresar más genes desintoxicantes y aumentar la producción de enzimas desintoxicantes.
En su último experimento, los investigadores descubrieron que podían limpiar el mercurio del agua dulce y salada en 48 horas simplemente agregando una esponja.
El siguiente paso es realizar experimentos de campo en China para ver si Metarhizium puede transformar un ambiente tóxico en campos fértiles para el cultivo de maíz y otros cultivos.
Los métodos modernos de remediación de suelos contaminados requieren la eliminación o neutralización de toxinas de campos enteros antes de la siembra, lo que lleva mucho tiempo y es costoso. Pero Metarhizium Neutraliza de forma rápida y económica el suelo alrededor de las raíces de las plantas y evita que las plantas absorban el veneno.
“Esta es la única opción viable que conocemos porque las bacterias con la misma capacidad genética para desintoxicar el mercurio no viven en las plantas. Además de su potencial como herramienta rentable para recuperar tierras de cultivo contaminadas, el hongo puede limpiar humedales contaminados y cuerpos de agua”, dijo St. Leger.
(Fuente: phys.org. Imágenes de fuentes abiertas).
