Investigadores españoles del Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Salamanca (IRNASA, centro del CSIC) y la Universidad de Salamanca han estudiado las bacterias que en simbiosis con la alfalfa aumentan la producción de este importante cultivo forrajero. Según el estudio, al seleccionar las cepas adecuadas de microorganismos se compensan las pérdidas que provoca la acidez del suelo sin necesidad de agregar fitoquímicos.

La alfalfa (Medicago sativa) es un importante cultivo utilizado como forraje para la alimentación del ganado. Como todas las leguminosas, forma nódulos en sus raíces que contienen bacterias que le permiten fijar nitrógeno, un nutriente esencial para el desarrollo de la planta. Sin embargo, en los suelos ácidos, como los del oeste de la península ibérica y gran parte del mundo, la alfalfa no alcanza un rendimiento óptimo.

En los suelos ácidos, como los del oeste de la península ibérica y gran parte del mundo, la alfalfa no alcanza un rendimiento óptimo.

Para buscar soluciones a este problema, el Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Salamanca (IRNASA, centro del CSIC), en colaboración con la Universidad de Salamanca, ha estudiado bacterias tolerantes a la acidez que se pueden encontrar en simbiosis con este cultivo para promover su desarrollo en estas condiciones desfavorables.

Esta planta forrajera establece simbiosis con dos especies de bacterias del suelo del género Rhizobium, especialmente con Ensifer meliloti, pero también con Ensifer medicae. “Hemos aislado y caracterizado una colección de cepas tolerantes a la acidez que fueron capaces de formar nódulos en las raíces de la alfalfa incluso con un pH muy bajo”, explica Álvaro Peix, científico del IRNASA y autor principal del estudio publicado en Applied Microbiology and Biotechnology.

El resultado más importante de esta investigación es que al seleccionar cepas de bacterias tolerantes a la acidez “se pueden paliar por completo las pérdidas debidas a la acidez del suelo”, según los experimentos realizados por los investigadores en suelo natural y en invernadero.

Multiplica la Producción

Un suelo ácido puede reducir la cosecha hasta una tercera parte con respecto a los suelos alcalinos, mientras que en los experimentos realizados en este trabajo, la producción de alfalfa se multiplicó por tres cuando se inocularon bacterias endosimbiontes tolerantes a la acidez, compensando así totalmente las pérdidas causadas por las características del suelo. En las plantas inoculadas con estos microorganismos el número de nódulos se duplicó con respecto a otras plantas control sin inocular y también se multiplicó por tres su peso seco.

En los experimentos realizados, la producción de alfalfa se multiplicó por tres cuando se inocularon bacterias endosimbiontes tolerantes a la acidez.

Los investigadores analizaron también las características genéticas de las bacterias. Al estudiar los espacios intergénicos (Intergenic Transcribed Spacers o ITS) hallaron dos grupos genéticos diferentes tanto en E. meliloti como en E. medicae, y en esta última especie uno de ellos nunca se había encontrado en nódulos de alfalfa.

Un aspecto importante del estudio genético fue la secuenciación de los genes nodC, que no son indispensables para la vida de las bacterias, pero “les confieren ventajas ecológicas, como la capacidad de nodulación”, dice Peix. El estudio mostró que todos los genes de nodulación, que son elementos genéticos transferibles entre distintas especies, pertenecían a la simbiovariedad meliloti, incluso los hallados en E. medicae. Esto significa que la simbiovariedad meliloti debería ser reconocida también en la especie E. medicae.

Las bacterias que potencian la producción de alfalfa podrían agregarse por diversos medios a los suelos ácidos, unidas a las propias semillas o incorporándolas por diversos medios posteriormente. Al tratarse de bacterias que se encuentran en los suelos de forma natural, no suponen una alteración del medio y, además, pueden evitar el uso de productos químicos potencialmente contaminantes destinados a la mejora de la producción.

Referencia Bibliográfica

Martha-Helena Ramírez-Bahena, Margarita Vargas, María Martín, Carmen Tejedor, Encarna Velázquez, Álvaro Peix. «Alfalfa microsymbionts from different ITS and nodC lineages of Ensifer meliloti and Ensifer medicaesymbiovar meliloti establish efficient symbiosis with alfalfa in Spanish acid soils» Applied Microbiology and Biotechnology. DOI: 10.1007/s00253-014-6347-6.