El papel de los exudados de raíz en el microbioma
En ambientes naturales las plantas dependen de interacciones complejas con comunidades dinámicas. Las comunidades asociadas a la raíz pueden influenciar la salud y crecimiento de las plantas, en este sentido se ha propuesto que los exudados de la raíz juegan un papel importante en la estructuración de las comunidades microbianas de la rizosfera y endosfera. Existe evidencia de que factores como el genotipo, la edad de la planta, la disponibilidad de nutrientes y la morfología de la raíz influencian la secreción de compuestos por parte de la raíz y esto a su vez lleva al reclutamiento de ciertos microorganismos.
Un factor que podría influenciar la colonización diferencial de la raíz son los perfiles de exudación que varían en distintas partes de la raíz y a lo largo del desarrollo de la planta. Cuando las plantas crecen en suelos extremadamente pobres en nutrientes sus raíces exudan altas cantidades de ácidos orgánicos y en algunos casos protones para solubilizar fosfato. Así, la exudación de metabolitos definida por los nutrientes disponibles para la raíz podría ser un factor importante en la estructuración de la rizosfera.
Por otro las células del borde (border cells) son cruciales para las interacciones con los microorganismos. Estas células son liberadas por la raíz en forma individual o en bloque, se ha reportado que algunas bordel cells permanecen vivas por meses y tienen un perfil transcripcional distinto de las células de la raíz, lo que sugiere la interacción con microorganismos diferentes.
La rizósfera sirve como un nicho rico en carbono para el establecimiento de comunidades microbianas, las plantas exudan hasta un 20% de carbono fijo y un 15% de nitrógeno, que incluye una serie de moléculas simples, como azúcares, ácidos orgánicos y metabolitos secundarios, así como polímeros complejos y mucílago. Aunque cada planta produce exudados, la cantidad y la composición de los exudados de la raíz varían, se ha reportado que a medida que aumenta la edad la exudación de azúcares, aminoácidos y compuestos fenólicos varía.
La exudación diferencial es un mecanismo plausible por el cual las plantas podrían modular su interacción con los microorganismos. Un desafío importante es analizar la exudación de las raíces en entornos naturales debido a la complejidad química del suelo. Sin embargo, las interacciones planta-microrganismo no se definen únicamente por lo exudados de la raíz sino también por las interacciones microorganismo-microorganismo.
Figure 1. Plant roots and border cells (brown) and microbes (blue) synthesize metabolites and transporters (boxes), and export certain metabolites into the rhizosphere. This network is depicted by broken arrows. Exometabolites can have nutritional value and signaling functions (unbroken arrows indicate direction; if the metabolite has only a nutrient or signaling function, the role is specified in brackets). Some microbial epiphytes can migrate from the rhizosphere into the rhizoplane and into the root, where they become endophytes. Plant–microbe and microbe–microbe exometabolite interactions are displayed with numbers: (1) substrate competition between microbes, or between microbes and roots; (2) plant growth promotion by microbial compounds; and (3) rhizosphere effect, likely influenced by the presence of exometabolites. Plant and microbial exudates are displayed as gradients. Organisms and cells are not to scale.
Referencia
Sasse, J., Martinoia, E., & Northen, T. (2017). Feed your friends: do plant exudates shape the root microbiome?. Trends in plant science.
