Academia Mexicana de Ciencias
Boletín AMC/102/15
México, D.F., 27 de abril de 2015

• El doctor José López Bucio y su equipo de colaboradores han desarrollado diversas técnicas para optimizar el uso de nutrientes en plantas, así como su aplicación en el desarrollo de fertilizantes
• Los resultados de su investigación han dado lugar a la obtención de plantas con mayor capacidad para utilizar fertilizantes fosfatados
• El especialista en ingeniería genética sentó las bases para el desarrollo de protocolos que hicieron posible la agricultura en suelos ácidos y alcalinos en donde la disponibilidad de fósforo es un problema común

El doctor José López Bucio, investigador de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, obtuvo en el 2012 el Premio de Investigación de la Academia Mexicana de Ciencia, en el área de ciencias naturales.
Foto: internet.
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Para definir nuevas estrategias de manejo agrícola, es necesario entender, como primer paso, los procesos de comunicación entre especies microbianas benéficas -hongos y bacterias- y la raíz de las plantas, así como el papel que tienen los nutrientes minerales como el fósforo, el nitrógeno y el hierro sobre el crecimiento vegetal. En este sentido, el doctor José López Bucio, de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo y su equipo de trabajo, han contribuido a la identificación de diversas moléculas como las alcamidas, que son sustancias sintetizadas por las plantas y que influyen en su crecimiento, desarrollo y en la respuesta ante los ataques de bacterias y hongos patógenos.

Con el objetivo de estudiar los efectos de las alcamidas en las plantas, en especial de la afinina, la alcamida mayoritariamente presente en las raíces de Heliopsis longipes conocida como chilcuague, el ganador del Premio de Investigación de la Academia Mexicana de Ciencias (AMC) 2012 en el área de ciencias naturales, decidió utilizar la planta Arabidopsis thaliana como modelo, ya que se adapta bien a las condiciones de laboratorio.

Entre los resultados están que la afinina altera el desarrollo vegetal de A. thaliana, en bajas concentraciones la afinina estimuló el crecimiento de la raíz primaria y de la formación de las raíces laterales de la planta, mientras que en concentraciones más altas inhibió el crecimiento de la raíz primaria y de las raíces laterales. Lo anterior sugiere que las alcamidas forman parte de un grupo novedoso de reguladores del crecimiento con un amplio potencial biotecnológico.

Una vez que se ha documentado la participación de las alcamidas en el desarrollo vegetal y en las interacciones con microorganismos benéficos, el identificar nuevas cepas de rizobacterias –un tipo de bacteria que coloniza las raíces de algunas plantas en una relación mutuamente beneficiosa y que son promotoras del crecimiento vegetal– que produzcan compuestos similares a las alcamidas, así como la identificación del perfil de producción de estos compuestos, podría llevar al desarrollo de nuevos biofertilizantes.

En este campo, el grupo del doctor López Bucio demostró que la capacidad promotora del crecimiento de las rizobacterias está relacionada con la producción de ciclodipéptidos bioactivos. Entonces, entre las expectativas que surgen de estas investigaciones es la posible aplicación, en los cultivos, de productos formulados con alcamidas o ciclodipéptidos, lo que permitiría la formación dirigida de la arquitectura de la raíz, que a su vez se traduciría en una mejor captación de agua y nutrientes por parte de la planta.

Además de las aportaciones relevantes del grupo del doctor López Bucio en la identificación de compuestos que producen de manera natural las plantas y que pueden actuar como estimuladores del crecimiento vegetal, el investigador ha desarrollado diversas técnicas para optimizar el uso de nutrientes en plantas, así como su aplicación en el desarrollo de fertilizantes. Lo anterior dio lugar a la obtención de plantas con mayor capacidad para utilizar fertilizantes fosfatados. Al respecto, el especialista en ingeniería genética publicó en el año 2000 un artículo en la revista Nature Biotechnology, con el que sentó las bases para el desarrollo de protocolos que hicieron posible la agricultura en suelos ácidos y alcalinos en donde la disponibilidad de fósforo es un problema común.

Documentó que el fósforo actúa en la planta como un regulador de la arquitectura de la raíz, y exploró las bases celulares y genéticas de esta respuesta en A. thaliana, con lo que desarrolló una línea de investigación que generó varios artículos, incluyendo un trabajo publicado en el Current Opinion in Plant Biology, en el 2003, en el que propuso que los nutrientes como el fósforo, el hierro y el nitrógeno activan cascadas de señalización específicas que modulan el desarrollo de las plantas. Este artículo fue reconocido en el 2010 por el Consorcio Thomson-Reuters como el más citado en México en el área de ciencias agrícolas.

Noemí Rodríguez González.