Nuevos descubrimientos sobre el microbioma del cannabis

La rizosfera es todo para la marihuana

Hace 10 años se secuenció el genoma del cannabis. La prohibición impedía a los científicos siquiera tocar una planta, mucho menos cultivarla. Pero eso está cambiando. Varios aspectos de la planta se fueron estudiando. Y la secuenciación del genoma abrió la puerta para conocer detalles que pasaban inadvertidos para la ciencia, es decir para cualquiera de nosotros que quisiera saber más. Ese tiempo parece haber acabado. Hay una riqueza inexplorada escondida en la rizosfera y endorrizósfera de la planta.

Rizosfera: bacterias y hongos del cannabis

El estudio “Evaluating the Microbiome of Hemp” (Evaluando el microbioma del Cáñamo) identificó más de 8900 bacterias que intervienen en el desarrollo de la planta, entre las que están presentes en el suelo, la rizosfera, los tejidos de la raíz, las hojas y los frutos. Las del suelo son más bien similares entre ellas, las aéreas, las que vemos en la planta sobre el suelo, tienen su propia comunidad. También identificaron 982 hongos que trabajan, la mayoría para potenciar el rendimiento sin pedir nada a cambio más que un ambiente sano.

El estudio de la microbiota no abarca solo a las plantas. Su presencia en humanos es un campo cada vez más explorado por los efectos protectores que juega ante las llamadas enfermedades crónicas y autoinmunes. En el ser humano la microbiota se aloja en el intestino, es lo que se conoce como flora intestinal. Y potenciarla con alimentos en vez de, simples y casi siempre agresivos, comestibles mejora la función de varios órganos, entre ellos el cerebro. Pero volvamos al cannabis.

Los holobionetes son seres, plantas, organismos, formados por varias especies que los sostienen. Sin esas bacterias en la panza no seríamos humanos. Lo mismo ocurre con la planta de cannabis, sin esas bacterias y hongos no podría existir.

De hecho, el microbioma en la planta de cannabis ayuda a soportar el estrés y eso se logra con una buena mineralización de las micorrizas, que son las colonias de hongos en la raíz que ayudan en la absorción de nutrientes y son parte indispensable del sistema vascular de las plantas.

Las bacterias de la rizosfera, que rodea e interactúa entre la raíz y el suelo, funcionan como un mecanismo de defensa de la planta contra patógenos en la raíz además que activan la biosíntesis de los metabolitos secundarios como los terpenos que por mecanismos que no están del todo claro activa las defensas de la planta. El tipo de suelo y el genotipo del cannabis juegan para determinar la comunidad de bacterias. Una comunidad de endorrizas fuertes se correlaciona con un buen desarrollo y también con mayores frutos.

A partir de la secuenciación de variedades como la White Widow, Sour Diesel, Bookoo Kush, Maui Wowie y Burmeses se conoció que el cannabis tiene una comunidad de bacterias que le son específicas.

Cuando hay distintas variedades en un mismo suelo la diversidad de la microbiota aumenta. Por lo que el cultivo de varias especies en el mismo espacio podría beneficiar a cada espécimen.

Bacterias y hongos de la marihuana

Ellas son las colonias de Actinomycetales, que son las más abundantes, la Sphingobacteriales, Oxalobacteraceae, Pseudomonas, Cellvibrio y las Xanthomonadaceae. El estudio encontró que la composición y concentración de CBD tiene un correlato directo con esa comunidad de bacterias. Y que la formación de THC además de estas y otras bacterias depende de factores edáficos.

Hay algunas otras colonias de bacterias y hongos que forman la microbiota del cannabis. Y son estas las que debemos potenciar en el cultivo para no caer en nutrientes que tengan un efecto antagonista en las colonias benéficas. Que no son estáticas y se configuran de acuerdo a diferentes factores como las características del suelo, la genética y el ambiente. Es conocida la asociación benéfica con las micorrizas que promueven el crecimiento de la marihuana potenciando las raíces.

Cada cultivar tiene sus variaciones en la diversidad de hongos y bacterias que conforman la microbiota cannábica que además se modifican de acuerdo a la edad de la planta. Durante la senescencia, el envejecimiento de la planta, aparece una menor presencia del microbioma no solo en las raíces sino en todos los tejidos de la planta de cannabis.

Son estos mecanismos los que potencian la raíz, mejorando toda la planta. Bio estimulantes con cuatro de las principales bacterias (Enterobacter cloacae, Citrobacter freundii, Pseudomonas putida y Comamonas testosteroni) consiguieron aumentar la cosecha 17%. También se ha visto como bacterias de otras plantas también desencadenan una respuesta positiva en el cannabis.

Terpenos y microbioma del cannabis

Los estudios sobre el microbioma confirman y profundizan lo que los cultivadores ya sabemos. El crecimiento saludable y portentoso de la planta necesita fijar el nitrógeno, solubilizar el fósforo y el calcio y producir fitohormonas como las auxinas o las citoquininas.

Otro aspecto sorprendente de los estudios es que los cannabinoides presentes en la planta en su forma ácida modulan, cuando menos en parte, la estructura y las funciones del microbioma. Las diferencias entre los hongos del microbioma son muy evidentes en distintas variedades hasta el estadio pre vegetativo cuando aún no se producen cannabinoides.

Terpenos como pineno, limoneno o limoneno, además de dar sabor y olor a la planta, también podrían modular la microbiota. Pero estas son conjeturas sobre estos metabolitos secundarios porque aún no se conocen todos los detalles de por qué ocurre esta modulación o qué otros factores interactúan.

El estudio de los metabolitos secundarios, potencialmente los terpenos, puede ayudar a mejorar el desarrollo de la planta de marihuana, pero también mejorar sus defensas ante varios tipos de estrés y plagas.

Uno de los asuntos que todavía están por verse es la función biológica de los endofitos, es decir varios organismos y moléculas de la planta que promueven distintas funciones entre ellas la formación de los compuestos secundarios como los terpenos. Pero además regulan varias funciones de la planta.

“Los metabolitos activos de los endófitos microbianos poseen interesantes actividades biológicas que no solo tienen el potencial de librar la guerra contra el estrés biótico y abiótico de las plantas, sino que también son útiles para la salud humana para prevenir o curar enfermedades”, dicen dos de los investigadores más respetados de este nuevo mundo, Meysam Taghinasab y Suha Jabaji.

“El trabajo futuro debería apuntar a describir las interacciones mecánicas y moleculares entre el huésped y su microbioma para encontrar la causalidad. Tales descubrimientos podrían ayudar a diseñar un microbioma que promueva el crecimiento de las plantas y la salud en cultivos de importancia económica”, señalan los investigadores Dominique Comeau, Amy Novinscak, David L. Joly y Martin Filion, autores de “Spatio-Temporal and Cultivar-Dependent Variations in the Cannabis Microbiome”.

Buena parte de toda esta investigación científica que está ocurriendo, y seguirá con mayor ímpetu, en varios países centrales es para caracterizar al suelo, su interacción con las raíces y la microbiota. Además, para conseguir microorganismos con los que bio inocular los cultivos de cannabis y mejorar las cosechas, la producción de cannabinoides o terpenos.

Además, no hay que olvidar el gran daño que los fertilizantes, antibióticos y otros productos de síntesis química que la llamada revolución verde de la agricultura ha hecho al suelo por todo el mundo. Conocer el microbioma del reino vegetal también puede significar mejorar nuestro planeta. Claro, siempre y cuando los poderosos y los que deciden así lo quieran. Pero en nuestro jardín los poderosos somos nosotros, así que a cuidarlo y potenciarlo con hongos benéficos.

Referencias bibliográficas

“Evaluating the Microbiome of Hemp” Por Samuel E. Barnett, Ali R. Cala, Julie L. Hansen, Jamie Crawford, Donald R. Viands, Lawrence B. Smart, Christine D. Smart y Daniel H. Buckley

Disponible en: https://apsjournals.apsnet.org/doi/full/10.1094/PBIOMES-06-20-0046-R

Can manipulation of soil microbiota enhance, stabilize and sustain cannabinoid

production?  Por Bulbul Ahmed y Mohamed Hijri del Instituto de Investigación en Biología Vegetal, de la Universidad de Montreal,

Disponible en: doi:10.20944/preprints202012.0736.v1

“Spatio-Temporal and Cultivar-Dependent Variations in the Cannabis Microbiome” Por: Dominique Comeau, Amy Novinscak, David L. Joly y Martin Filion del Departamento de Biología, Universidad de Moncton, Canadá.
Disponible en: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2020.00491/full

“Scientific Prospects for Cannabis-Microbiome Research to Ensure Quality and Safety of Products”Por: Vladimir Vujanovic, Darren R. Korber, Silva Vujanovic, Josko Vujanovic y Suha Jabaji.

Disponible en https://www.mdpi.com/2076-2607/8/2/290/htm

Milla Lance