Las plantas, al no moverse, están expuestas a condiciones que afectan su crecimiento, desarrollo y adaptabilidad. Es decir, pueden estresarse por organismos vivos (estrés biótico) o por factores ambientales (estrés abiótico). La agricultura, por su parte, enfrenta diferentes retos como cambios ambientales y el crecimiento poblacional. Por ello, se buscan alternativas biotecnológicas para una producción sostenible. Un ejemplo es el uso de bioinsecticidas y el empleo de organismos microscópicos (microorganismos) que mejoren el crecimiento y desarrollo de las plantas de manera natural. Debido a esto, durante décadas se ha estudiado el amplio acervo microbiano, particularmente la microbiota vegetal, sus relaciones y funciones con las plantas.

La microbiota engloba a la comunidad de microorganismos como bacterias, cianobacterias, microalgas, hongos, arqueas y protozoarios. La microbiota es imprescindible para la vida de los organismos. Sin la microbiota, la vida de las plantas no sería posible, debido a que su interacción potencia su crecimiento, desarrollo y adaptabilidad. ¡Dicha relación es tan estrecha y benéfica para una planta (huésped) y el microorganismo invitado! Por ejemplo, hay bacterias que se refugian y se nutren dentro de las plantas y, a su vez, las bacterias producen una hormona vegetal conocida como ácido indolacético, que puede ser utilizada por la planta para promover su crecimiento y desarrollo. La microbiota suele mantenerse invariable, y cuando es alterada por enfermedades, estrés o el uso de antibióticos, esta puede restablecerse. De no ser así, la planta estaría vulnerable. Diversos factores de la planta, como la especie, edad, ambiente, nutrición, tipos de estrés y de colonización influyen en el desarrollo de la microbiota. Esta puede variar a lo largo de la vida de la planta, y algunos microorganismos estarán ahí toda su vida, otros en determinadas circunstancias y algunos solo estarán refugiándose.

La microbiota vegetal puede encontrarse prácticamente en cualquier parte de la planta, como en la raíz, flores, hojas, frutos, semillas y tallos. Cuando la microbiota se encuentra en el exterior de las plantas, se les conoce como microorganismos epífitos y, cuando se encuentra en el interior, se les conoce como endófitos. La raíz es un tejido elemental porque ayuda a la absorción de agua y nutrientes, y produce compuestos (exudados radicales)[1] que son liberados al entorno, como medio de comunicación entre la planta y los microorganismos.

La microbiota vegetal promueve el crecimiento de las plantas mediante su participación en la producción de hormonas, solubilización de fosfatos, fijación de nitrógeno, tolerancia al estrés, absorción y asimilación de nutrientes. Por ejemplo, los cultivos como el frijol, soya, haba, chícharo y otras leguminosas, exudan compuestos para atraer algunas bacterias que tienen la capacidad de fijar nitrógeno. Otro ejemplo es que la mayoría de las bacterias y hongos pueden captar hierro para mejorar el crecimiento de las plantas o protegerlas de microorganismos patógenos; así como en la solubilización de fosfato, que también mejora el crecimiento y productividad de las plantas. La microbiota, además, protege contra el ataque de patógenos (microorganismos que causan enfermedad), previene los efectos de la competencia, producen compuestos antimicrobianos, regulan el metabolismo y la respuesta inmune mediante la emisión de compuestos orgánicos volátiles[2] . Por ejemplo, la planta de jitomate produce compuestos conocidos como ácido láctico y ácido hexanoico, para atraer a las bacterias presentes en el suelo; como Bacillus cereus, que a su vez reduce el daño causado por una bacteria patógena conocida como Ralstonia solanacearum causante de la marchitez de la planta de jitomate. En la Figura 1 (ver PDF) se ilustran los principales mecanismos de acción de la microbiota vegetal por mecanismos directos o indirectos. En conclusión, la microbiota vegetal es una alternativa de bajo costo, sin afectación al medio ambiente, que puede aplicarse para mejorar el rendimiento, adaptabilidad y salud de las plantas.

[1] Sustancias orgánicas, como los azúcares, aminoácidos, ácidos orgánicos, enzimas y hormonas que son liberadas por las raíces de las plantas.

[2] Sustancia química conformada por carbono que se evapora y/o difunde con facilidad.