El arroz es uno de los cultivos más importantes del mundo, base de la alimentación para más de la mitad de la población mundial. Aunque su presencia en la dieta global está asegurada desde hace siglos, lo que ocurre en sus raíces y hojas sigue siendo, en muchos aspectos, un misterio. En particular, el universo microbiano que convive con la planta tiene un impacto profundo en su salud, en la fertilidad del suelo y en el funcionamiento de los ecosistemas agrícolas.
Ahora, un nuevo estudio desafía una idea muy extendida en la ciencia de los cultivos: que la domesticación de las plantas es el factor principal que determina la composición de sus microbiomas. Investigadores liderados por Yue Yin han demostrado que la identidad genética del arroz tiene más influencia que su estado como planta silvestre o cultivada en la configuración de las comunidades microbianas que lo acompañan.
La genética importa más que el origen
El equipo realizó un experimento en invernadero con siete genotipos de arroz: tres variedades cultivadas ampliamente y cuatro parientes silvestres. Estas plantas se cultivaron bajo tres niveles distintos de fertilización nitrogenada (bajo, medio y alto), un factor clave en la producción agrícola moderna. Lo que observaron fue contundente: las diferencias entre genotipos explicaban más variación en los microbiomas que el hecho de que las plantas fueran silvestres o domesticadas.
Según el artículo, “la identidad del genotipo del arroz tuvo una influencia más fuerte en la estructura y funciones de los microbiomas de la rizosfera y la filosfera que el estatus de domesticación”. Este patrón se mantuvo tanto en el suelo alrededor de las raíces como en las superficies foliares.
Este hallazgo pone en entredicho el enfoque simplificado que asume que la domesticación, por sí sola, determina la microbiota vegetal. En realidad, las diferencias dentro de una misma especie pueden ser incluso más relevantespara entender cómo se ensamblan y funcionan estas comunidades.
Rizósfera y filosfera: mundos diferentes, influenciados por los genes
Los microbiomas del arroz no se comportan de manera uniforme. Las comunidades microbianas que viven en el suelo junto a las raíces (rizósfera) y las que se asientan sobre las hojas (filosfera) presentan dinámicas distintas. En ambos casos, sin embargo, la genética de la planta fue el principal factor de influencia.
En la rizósfera, los genotipos silvestres mostraron más resiliencia ante los altos niveles de fertilización nitrogenada. Las variedades cultivadas, en cambio, perdieron diversidad microbiana cuando se expusieron a concentraciones elevadas de nitrógeno, lo que puede comprometer funciones esenciales como el reciclaje de nutrientes o el almacenamiento de carbono .
En la filosfera, el panorama fue igualmente complejo. Los autores señalan que las diferencias en la composición química de las hojas —como el contenido de calcio, magnesio, zinc o fósforo— también dependen del genotipo, y estas a su vez afectan qué microbios pueden vivir allí. Así, las hojas no son solo un soporte pasivo: su composición química actúa como un filtro selectivo, moldeado por la genética de la planta.
Más allá de los microbios: impacto en el suelo y en la planta
Los efectos del genotipo no se limitan a los microbios. El estudio muestra que la identidad genética del arroz influye significativamente en propiedades del suelo, como la cantidad de carbono orgánico, la acidez o la concentración de nitratos. Estos rasgos tienen efectos directos sobre la salud del ecosistema agrícola.
Los autores explican que “la identidad de los genotipos y su interacción con los niveles de adición de nitrógeno ejercieron influencias significativamente fuertes sobre la captura de carbono en comparación con el estatus de domesticación” . Es decir, qué variedad de arroz se siembra puede determinar cuánta materia orgánica se conserva en el suelo.
Del lado de la planta, los efectos también son visibles. El número de tallos, la biomasa y la concentración de nutrientes esenciales en las hojas varían de forma notable entre genotipos. Esta diversidad interna ofrece una herramienta poderosa para optimizar cultivos sin depender exclusivamente de insumos externos.
Hacia una agricultura más inteligente y sostenible
El mensaje del estudio es claro: la diversidad genética dentro de una misma especie es un recurso clave para la agricultura del futuro. No se trata solo de elegir entre plantas domesticadas o silvestres, sino de mirar con atención las particularidades genéticas de cada variedad y cómo estas afectan al microbioma, al suelo y a la propia planta.
Los investigadores destacan que esta estrategia puede ser útil para desarrollar cultivos que trabajen en conjunto con sus microbios en lugar de depender exclusivamente de fertilizantes. “Los resultados apuntan a una nueva vía para la mejora de cultivos”, afirma el estudio . Esto implica repensar los programas de mejora genética, incluyendo no solo criterios productivos, sino también la capacidad de interactuar positivamente con el entorno microbiano.
El estudio sugiere que las variedades silvestres, que han evolucionado sin intervención humana, podrían aportar rasgos perdidos en el proceso de domesticación. Estos incluyen una mayor resistencia a la sobrecarga de nitrógeno y una capacidad más estable para mantener microbiomas funcionales.
Lo que aún falta por explorar
A pesar de sus hallazgos contundentes, el estudio también reconoce sus limitaciones. El experimento se realizó en condiciones controladas de invernadero, lo que no refleja totalmente la complejidad de los ecosistemas agrícolas reales. Además, solo se trabajó con siete genotipos, por lo que ampliar la investigación a más variedades y en condiciones de campo será esencial para confirmar y extender estos resultados.
El estudio ofrece, no obstante, una base sólida para futuras investigaciones. Apunta hacia una agricultura más precisa, en la que la genética de las plantas y su relación con los microbios se convierta en una herramienta clave para diseñar sistemas productivos más eficientes y sostenibles.
Referencias
- Yue Yin, Manuel Delgado-Baquerizo, Pablo García-Palacios, Hong-Mei Zhang, Wang-Da Cheng y Gui-Lan Duan. Genotype identity overrides domestication status in shaping microbial diversity and functions in the rice rhizosphere and phyllosphere. Agricultural Ecology and Environment, 2025, Vol. 1, e013. https://doi.org/10.48130/aee-0025-0013.
Cortesía de Muy Interesante
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