Cómo hacer I+D+i con microorganismos que tienen 430 millones de años: las micorrizas

Ya sabéis que en el COIAL nos encanta desvelar los intrincados procesos de investigación, desarrollo e innovación que hay detrás de muchos de los productos que desarrollan nuestros partners. Somos ingenieros de lo vivo, trabajamos en la gestión de biosistemas, tenemos una potente base científica y tecnológica. Trabajamos con inteligencia artificial, sensores, digitalización, automatización, robótica o biotecnología. Nos movemos entre laboratorios, plantas industriales, centros de innovación, oficinas de proyectos y campos de ensayo. Por eso nos interesan proyectos como el que nos ocupa, capaces de emplear microorganismos para mejorar la calidad y adaptabilidad de los cultivos.

Gorka Erice, director técnico de Atens, nos ha brindado una visión detallada de cómo la compañía aborda, con soluciones biológicas de vanguardia, problemas que aparecen en la agricultura. El resultado es la cepa de micorriza MV1, que parece llamada a solucionar problemas generados por el cambio climático en el sector vitivinícola.

Como la información es abundante además de interesante, esta semana analizamos este proyecto desde el punto de vista de la producción y el desarrollo, y la próxima lo haremos desde el prisma del análisis metabolómico de las plantas que han recibido el refuerzo de la cepa MV1.

Un proyecto conjunto para un problema común

La génesis de la cepa MV1 no fue fortuita, sino que fue la respuesta a una necesidad urgente del sector vinícola. Gorka Erice explica que todo comenzó con el proyecto LOWPHWINE ,financiado por el CDTI del programa CIEN, donde un consorcio de ocho empresas, incluyendo bodegas de renombre como Pago de Carraovejas, Bodegas Barbadillo y Bodegas Roda, se aliaron para buscar una solución al creciente problema del cambio climático. «El aumento de temperaturas durante el verano estaba afectando la acidez del mosto y, en última instancia, a la calidad del vino», nos sitúa Erice.

Mientras otros socios exploraban la modificación de la nutrición de la planta o la selección clonal, Atens, con su vasta experiencia en microorganismos, se inclinó por las micorrizas. La razón era clara: «Podían no solo modular la nutrición de la planta, sino también su nivel hormonal, lo cual pensábamos que era clave para la maduración de las uvas», afirma Erice. El aumento de temperatura acelera la maduración, transformando ácidos orgánicos en azúcares y aumentando el grado alcohólico, lo que impacta negativamente en la calidad final del vino.

Los primeros ensayos internos de Atens con varias micorrizas revelaron que una de ellas «modificaba el perfil hormonal de las plantas, incrementando sobre todo los indoles (auxinas) y los brassinosteroides». Una revisión bibliográfica confirmó que el aumento de indoles podía retrasar la maduración de las uvas, lo que marcó a esa micorriza como la candidata ideal para pruebas de campo. Bodegas Pago de Carraovejas y Bodegas Barbadillo abrieron sus puertas para ensayos durante dos años consecutivos. Los resultados obtenidos fueron consistentes en el aumento de ácidos orgánicos en las uvas, especialmente málico y succínico, lo que confirmaba el potencial de la cepa.

Una caja de herramientas con más de las 1.200 cepas

Atens cuenta con una impresionante colección de 1.200 microorganismos diferentes, que incluyen no solo micorrizas, sino también bacterias y otros hongos. Sin embargo, Gorka Erice admite que no todas están completamente caracterizadas. «Es verdad que tenemos 1.200, pero quizás no de todas sabemos todo lo que son capaces de hacer», comenta. Algunas están identificadas a nivel de género y especie, y de otras se conocen ciertas capacidades promotoras de crecimiento vegetal, pero la caracterización total es un proceso continuo.

Para el proyecto de la micorriza del vino, se seleccionaron tres cepas con un gran potencial, que se contrastaron con la micorriza de referencia de Atens, Rhizoglomus irregulare BEG72, sobre la cual poseen el mayor conocimiento científico. «Los ensayos de metabolómica que realizamos son siempre semicuantitativos, es decir, comparativos con un control. Al comparar estas micorrizas, vimos en qué era buena la seleccionada para el objetivo del proyecto», explica Gorka.

En este caso particular, la cepa MV1 se probó sin complementos. Sin embargo, Erice enfatiza la versatilidad de las micorrizas, que pueden mezclarse con otros sustratos. «Si diseñáramos un fertilizante para un determinado momento, se puede mezclar con la micorriza», asegura. Incluso en campo, es común acompañar la micorriza con otros productos y extractos vegetales que promuevan el crecimiento de la raíz, lo que a su vez facilita la simbiosis.

Preservación y multiplicación in vivo de las cepas

La conservación de las cepas de micorrizas es un proceso meticuloso. Gorka Erice explica que, por ley, si un producto está registrado en base a micorrizas, la cepa debe estar depositada en un banco específico. En España, el CCT en Valencia es uno de los más reconocidos, garantizando la preservación y estabilidad genética de la cepa. «Nosotros tenemos la micorriza con la que vamos trabajando, pero hay un depósito que asegura la pureza», subraya Erice.

Pero la preservación va más allá del depósito oficial. En el laboratorio, parte de la micorriza se mantiene en un sistema de refrigeración o se reproduce en un sistema de planta para evitar la degeneración genética. «Siempre hay que pasarla por un sistema in vivo», destaca Erice. Esto significa que las micorrizas se guardan y se usan en este sistema in vivo para la inoculación de las plantas que se necesitarán en la próxima campaña.

La multiplicación de estas micorrizas no se lleva a cabo en máquinas especializadas, sino en las propias plantas huéspedes. «Las máquinas son las propias plantas», afirma Gorka. Atens cuenta con dos invernaderos gigantes donde la micorriza se reproduce in vivo. Las plantas huéspedes son inoculadas con la micorriza, donde se desarrolla en sus raíces y produce esporas, que son luego purificadas y formuladas para convertirse en el producto final.

De la planta huésped al campo: el viaje de las esporas

El proceso de inoculación de las plantas huéspedes es sorprendentemente sencillo. Las esporas, en forma de polvo, se espolvorean en el suelo, cerca de las raíces. Una vez que el polvo entra en contacto con el suelo, se filtra hasta las raíces. En este punto, «hay una señal química que viene del exudado de la raíz de la planta», explica Erice. Esta señal induce la germinación de la espora y la hifa de la micorriza busca la raíz. Una vez que entran en contacto, la micorriza se desarrolla en el córtex de la raíz, dando lugar al micelio extrarradical que ayudará a la planta a explorar mejor el suelo y obtener sus beneficios.

La planta huésped actúa como un biogenerador: multiplica las esporas. La recolección de estas esporas es un proceso comparable al que popularizaron los buscadores de oro: «Hay un tratado del sustrato, una especie de homogeneización, y luego un filtrado con diferentes tamices para separar las diferentes granulometrías con diferentes concentraciones de esporas».

Para la aplicación en campo en el proyecto de la micorriza del vino, se desarrolló un polvo de menos de 120 micras que era soluble. Esto facilitaba su distribución a través del sistema de riego, disuelto en agua y distribuido por las mismas canalizaciones de las parcelas, de manera que llegaba directamente a las raíces de las vides.

Varios meses para que la planta huésped haga su trabajo

El tiempo de generación desde que se selecciona una cepa hasta que está lista para su aplicación en campo puede llevar meses. Según Gorka Erice “las plantas huéspedes tienen un ciclo que puede ir de abril a junio o julio. Es al final de este ciclo cuando la planta huésped empieza a secarse, la micorriza detecta que el ciclo de la planta está cerca de su final y se produce la esporulación».

Es importante destacar que la micorriza es un simbionte obligado. «Necesita la planta para completar su ciclo vital», enfatiza Erice. Han coevolucionado durante unos 430 millones de años, un periodo muchísimo más largo que el de cualquier animal o incluso el Homo sapiens. De hecho, aparecieron junto con las primeras plantas terrestres, lo que subraya su papel fundamental en el desarrollo de las plantas y la complejidad de las señales químicas entre ambos.

MV1: un éxito en la viña y un impacto positivo en la salud humana

La cepa MV1, comercializada como AEGIS VINE, ha demostrado su capacidad para mejorar aspectos clave como el color, el aroma y el cuerpo del vino. En un ensayo reciente en un cultivo de uva Tempranillo en Corral de Almaguer, Toledo, AEGIS VINE se aplicó en mayo de 2024, con una dosis de 0.75 kg/Ha, y la recolección se llevó a cabo a mediados de septiembre de 2024. Los resultados fueron contundentes: la producción aumentó un 6% manteniendo el grado alcohólico comercial requerido para la recolección. 

El análisis metabolómico, una técnica que examina todos los compuestos químicos de bajo peso molecular en una muestra, reveló la «huella dactilar» química de un vino de calidad. En las parcelas tratadas con AEGIS VINE, el 60% de los 624 metabolitos detectados se expresaron al alza, con un 24% mostrando índices superiores al 30% y un 4% superando el 100%.

En el reportaje de la próxima semana analizaremos cómo se midieron los resultados de este interesante proyecto, un proceso que también incluye altas dosis de I+D+i.