Characterization of iron transporters in arbuscular mycorrhiza and their impact on symbiotic functioning

Resumen

El hierro (Fe) es un micronutriente esencial para el crecimiento y supervivencia de la mayoría de los organismos, ya que desempeñado un papel estructural clave en muchas proteínas y actúa como cofactor de múltiples enzimas. A pesar de que el Fe es uno de los elementos más abundantes en la naturaleza, a menudo no está disponible para las plantas debido a que se encuentra principalmente en su estado oxidado, Fe (III), lo que se agrava en los suelos alcalinos. Para evitar la clorosis férrica y las deficiencias de desarrollo asociadas a la limitación de Fe, las plantas han evolucionado una serie de estrategias que les permitan obtener eficientemente el Fe presente en la rizosfera. Las plantas no gramíneas utilizan la llamada “Estrategia I”, que consta de una H+- ATPasa de membrana plasmática que acidifica la rizósfera y solubiliza el Fe, de una reductasa férrica (FRO1) que reduce el Fe (III) a Fe (II) y de un transportador específico de Fe (II) (IRT) que para su absorción a través de la membrana plasmática. Por otro lado, las gramíneas utilizan la “Estrategia II”, que incluye la producción y exudación de fitosideróforos (PS) que quelan el Fe (III) y transportadores de oligopéptidos YS1 o similares que transportan los quelatos PS-Fe a las células de la raíz. Otra estrategia utilizada por las plantas para incrementar la absorción de hierro lo es el establecimiento de asociaciones beneficiosas con microorganismos del suelo. Los hongos micorrícicos arbusculares (MA), pertenecientes al subfilo Glomeromycotina, son unos de los principales microorganismos que contribuyen a la nutrición de las plantas. Estos hongos forman una simbiosis mutualista con la mayoría de las especies de plantas terrestres. Los hongos MA colonizan biotróficamente el córtex de la raíz, al tiempo que desarrollan una red extensa de hifas en el exterior de la raíz que alcanza y explora zonas del suelo no accesibles a la raíz. A cambio de los compuestos de carbono proporcionados por las plantas, los hongos suministran a la planta los nutrientes minerales que absorben más allá de las zonas de agotamiento de nutrientes desarrolladas alrededor de las raíces. Es ampliamente reconocido que los hongos MA ayudan a las plantas a obtener nutrientes de baja movilidad, como fósforo, nitrógeno, zinc, cobre y Fe. Además de mejorar la captación de nutrientes, los hongos MA incrementan la tolerancia de la planta hospedadora a estreses bióticos y abióticos. Los hongos MA desempeñan un papel crucial en la modulación de la adquisición de metales por parte de las plantas en un amplio rango de concentraciones de metales del suelo, ya que aumentan la adquisición de metales en suelos deficitarios en estos elementos, pero la reducen en suelos contaminados. Varios estudios han puesto de manifiesto que la simbiosis MA mejora el desarrollo de las plantas tanto en suelos deficientes como contaminados con Fe. Sin embargo, los conocimientos actuales sobre los mecanismos de transporte y homeostasis de Fe en MA son muy limitados.