Simbiosis planta-hongo para una agricultura sostenible
Los hongos micorrícicos arbusculares (HMA) son hongos beneficiosos del suelo. Se asocian de forma natural con las raíces de la mayoría de los cultivos, lo que mejora su adquisición de nutrientes como el fósforo y el nitrógeno. «Estos hongos pueden ayudar a los cultivos a ser más resilientes y reducir la dependencia de los fertilizantes sintéticos», explica el coordinador del proyecto MycUpscaling(se abrirá en una nueva ventana), Stéphane Declerck, de la UCLouvain(se abrirá en una nueva ventana), en Bélgica. «Sin embargo, su uso en la agricultura sigue siendo limitado porque los HMA son difíciles de producir a escala. Dependen de plantas vivas y, por tanto, se producen sobre todo en sistemas basados en el suelo en invernaderos». Esto exige mucho espacio y es propenso a la contaminación. Aunque los sistemas «in vitro» son alternativas prometedoras, suelen ser costosos y a menudo producen un menor rendimiento de esporas.
Transformar las raíces en fábricas biológicas
El equipo del proyecto MycUpscaling, apoyado por las Acciones Marie Skłodowska-Curie(se abrirá en una nueva ventana), se propuso encontrar mejores formas de producir en masa inóculos de HMA de alta calidad y libres de contaminantes de manera más eficiente. Para ello, en el proyecto se aunaron los conocimientos complementarios de la Universidad Estatal de Washington y la UCLouvain. La solución propuesta consistía en desarrollar una nueva plataforma de producción «in vitro» en la que la raíz de la planta hospedadora se diseñara para alimentar y favorecer mejor el crecimiento de los HMA. «La idea era aumentar la biosíntesis de lípidos en la raíz, promover la transferencia de lípidos a los HMA y favorecer la formación de esporas fúngicas ricas en lípidos», explica Declerck. «En la práctica, esto significaba transformar los cultivos de órganos radiculares en fábricas biológicas más eficientes para la producción de inóculo de HMA». Las raíces modificadas se sometieron a pruebas de colonización por HMA, producción de esporas, acumulación de lípidos y flujo metabólico. Las líneas con mejores resultados se evaluaron además en función de la dinámica de la producción de esporas, la morfología de las esporas y la arquitectura de la red.
Mejorar el metabolismo lipídico de las plantas
En el proyecto se produjeron varios avances clave. En primer lugar, se generó y validó un amplio conjunto de herramientas moleculares para la ingeniería del metabolismo lipídico vegetal. Esto incluía ciento dieciséis construcciones genéticas y varias líneas radiculares de ingeniería diseñadas para modificar la biosíntesis, la transferencia y el transporte de lípidos. En segundo lugar, se identificaron líneas radiculares manipuladas que aumentaron significativamente la producción de esporas de HMA y se demostró que la ingeniería de lípidos del hospedador puede mejorar el rendimiento simbiótico. El equipo del proyecto generó datos de prueba de concepto directamente relacionados con el potencial de ampliación. «En concreto, una línea de ingeniería seleccionada alcanzó un aumento de 6,55 veces en el índice de área y de 9,6 veces en el índice de volumen en comparación con el control», añade Declerck. «Esto indica que el sistema de ingeniería mejoró tanto la abundancia de esporas como los indicadores indirectos de biomasa de inóculo relacionados con el tamaño de las esporas».
Reforzar la resiliencia de los cultivos y la salud del suelo
Este trabajo continuará ahora a través del proyecto financiado con fondos europeos AMFactory, que se pondrá en marcha en mayo de 2026. Los próximos pasos incluyen la reproducción y ampliación de los resultados de MycUpscaling, al llevar a los sistemas de ingeniería prometedores a la escala de las instalaciones orientadas a los biorreactores. Esto permitirá evaluar los costes de producción, la reproducibilidad y la viabilidad industrial. «El beneficio a largo plazo de todo este trabajo es hacer que los biofertilizantes basados en HMA sean más fiables, escalables y asequibles para la agricultura», señala Declerck. «Si tiene éxito, esta tecnología ayudaría a los agricultores a reducir la dependencia de los fertilizantes químicos, mejorar la eficiencia en el uso de los nutrientes, reforzar la resiliencia de los cultivos a la sequía y otras tensiones, y apoyar sistemas agrícolas más sostenibles y la salud del suelo». Esto se alinea directamente con los objetivos del Pacto Verde Europeo(se abrirá en una nueva ventana) y la Estrategia «De la granja a la mesa»(se abrirá en una nueva ventana) al ofrecer una vía biológica para reducir el impacto ambiental sin perder la productividad de los cultivos. «En términos más generales, en MycUpscaling se ha demostrado el potencial de convertir las simbiosis planta-hongo en sistemas de producción vivos y beneficiosos», añade Declerck.
