Desarrollan un nuevo método para inducir resistencias en las plantas
- El método consiste en inducir la resistencia en las plantas mediante el uso de receptores inmunes a los fitopatógenos
- Lograron bloquear hasta el 95 % de las cepas conocidas de Pseudomonas syringae en Arabidopsis thaliana
Un equipo de investigadores de la Universidad de Toronto, en Canadá, desarrolló una nueva estrategia para identificar recursos genéticos para el control de los fitopatógenos, como bacterias, hongos y virus, que infectan y destruyen los cultivos en el mundo.
Hasta el 40 % del rendimiento mundial de los cultivos al año se pierde por plagas y fitopatógenos que provocan gran variedad de daños a los cultivos agrícolas, valuados en 2.7 mil millones de dólares, explicó David Guttman, profesor del Departamento de Biología Celular y de Sistemas de la Universidad de Toronto, coautor de un estudio publicado en Science
El secreto está en las plantas con largo tiempo de vida
Los especialistas investigaron cómo las plantas silvestres de vida relativamente larga se defienden contra los fitopatógenos que evolucionan muy rápidamente, y por qué es tan poco común que enfermen incluso cuando las plantas están bajo el ataque continuo de patógenos altamente diversos, y por qué las especies de cultivos domesticados son mucho más susceptibles a los ataques que las especies silvestres.
Guttman y sus colaboradores abordaron estas preguntas al investigar específicamente cómo una sola planta es capaz de combatir los ataques de un patógeno común, bacteriano y de cultivo. Lo hicieron al determinar primero los ragos característicos de una clase de proteínas patógenas, llamadas efectores, que son moléculas que ejecutan ciertas respuestas ante una variedad de estímulos.
«Los efectores juegan un papel clave en la enfermedad, ya que evolucionaron para mejorar la capacidad de los patógenos para atacar e infectar a sus huéspedes. Afortunadamente, las plantas han desarrollado contradefensas en forma de receptores inmunes que pueden reconocer ciertos efectores. Una planta es capaz de montar una respuesta inmune ‘activada por un efector’ que generalmente detiene la infección, si porta un receptor inmune específico que reconoce un efector patógeno específico. Esta interacción efector-receptor se ha denominado resistencia gen por gen, y es la base de casi toda la modificación genética de resistencia agrícola», explican los investigadores.
Ponen a prueba el método con la bacteria Pseudomonas syringae
El equipo comenzó secuenciando los genomas de aproximadamente 500 cepas de la bacteria Pseudomonas syringae, que causa enfermedades en casi todas las principales especies de cultivos.
De estos genomas bacterianos, los especialistas encontraron aproximadamente 15 000 efectores de 70 familias distintas. Luego redujeron esta complejidad al identificar 530 efectores que representan su diversidad global.
Los investigadores sintetizaron estos efectores representativos y los colocaron en una cepa particularmente dañina de P. syringae que causa enfermedades al infectar la planta Arabidopsis thaliana, una hierba común ampliamente utilizada en estudios de biología vegetal. Al hacer infecciones con cada efector individual, vieron cuántos de los 530 efectores provocaron una respuesta inmune activada por el efector que protegía a la planta.
Casi el 95 % de todas las cepas de P. syringae pueden ser bloqueadas
«Descubrimos que más del 11 % de los efectores provocaban una respuesta inmune, y que casi el 97 % de las cepas de P. syringae portaban al menos un efector inmunitario. También identificamos nuevos receptores inmunes de plantas que reconocen estos efectores, y encontramos que casi el 95 % de todas las cepas de P. syringae pueden ser bloqueadas por solo dos receptores inmunes de A. thaliana«.
Los resultados arrojan nueva luz sobre cómo las plantas sobreviven al incesante ataque de patógenos. También proporcionan un nuevo enfoque para identificar nuevos receptores inmunes de plantas, que es un recurso poco usado en la mejora genética de los cultivos.
«Si bien las especies de plantas silvestres tienen una gran variedad de receptores inmunes, la mayoría de las especies de cultivos domesticados han perdido gran parte de esta inmunodiversidad debido a la selección artificial intensiva. Nuestro enfoque permite la identificación rápida de nuevos receptores inmunes en los parientes silvestres de los cultivos que luego se puedan trasladar a líneas agrícolas mediante el mejoramiento tradicional, creando finalmente nuevas variedades con mayor capacidad para resistir los patógenos agrícolas».
Fuente: Universidad de Toronto
