La rizosfera en 3D: una nueva tecnología permite ver la interacción bajo tierra de raíces y microbios en imágenes tridimensionales

Investigadores de Caltech han desarrollado un nuevo método para crear imágenes tridimensionales de comunidades complejas de bacterias y raíces de plantas.

La tecnología sintetiza dos métodos tradicionales de obtención de imágenes: la visualización de microbios con fluorescencia y una técnica no invasiva llamada obtención de imágenes cuantitativas en fase.

Según un comunicado de esta institución, esta tecnología supone un paso hacia la comprensión del complicado entorno de la rizosfera, la región del suelo donde las raíces de una planta interactúan con los microorganismos. Las bacterias de la rizosfera ayudan a las plantas a obtener nutrientes cruciales como el fósforo, pero este entorno ha sido difícil de estudiar y obtener imágenes porque se encuentra bajo tierra.

Un artículo que describe el estudio aparece en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

“Es un desafío observar la dinámica en la rizosfera porque está naturalmente oculta debajo de las capas opacas del suelo”, dice en un comunicado el investigador postdoctoral Reinaldo Alcalde, coautor principal del nuevo estudio. “Esta fue una motivación para desarrollar mejores métodos para obtener imágenes de bacterias en estas regiones”.

Tradicionalmente, los investigadores que quieren estudiar la dinámica bacteriana han modificado genéticamente las bacterias para que emitan fluorescencia en condiciones de laboratorio, y su brillo verde artificial sea visible con un microscopio. Sin embargo, no todas las especies microbianas pueden modificarse de esta manera. Otro método para obtener imágenes de bacterias, la obtención de imágenes de fase cuantitativa, es capaz de detectar diferencias minúsculas en la transparencia sin el uso de fluorescencia.

La nueva tecnología es una combinación de estas dos técnicas en una única configuración óptica. Llamada CFAST (microscopía de fluorescencia y campo complejo utilizando la técnica de escaneo de apertura), la novedosa técnica puede crear imágenes tridimensionales de comunidades microbianas mucho más rápido y con menos daños que los microscopios comerciales.

“Mediante la configuración de la cámara 3D, las dos técnicas funcionan simultáneamente y sin problemas”, afirma el investigador postdoctoral Oumeng Zhang, también coautor principal del estudio.

Como el trabajo todavía es una prueba de concepto, las comunidades bacterianas se fotografiaron fuera del suelo en condiciones simplificadas. El equipo pretende seguir desarrollando y mejorando la tecnología para poder obtener imágenes precisas de raíces y bacterias juntas.