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Descubren nuevo mecanismo de defensa contra chicharritas

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  • Este permite una mejor inducción de ácido jasmónico

  • Probaron los hallazgos de la investigación en frijol y tomate

Un grupo de científicos descubrió una sustancia de defensa previamente desconocida que protege a una especie de tabaco silvestre de las chicharritas chupadoras.

     Las plantas continuamente están amenazadas por patógenos e insectos fitófagos. La mayoría de los atacantes resultan inofensivos por su amplia resistencia. Esta es permanente y eficaz, aunque sus mecanismos no se han identificado plenamente.

Los fitófagos, constante amenaza

Investigadores del Instituto Max Planck de Ecología Química, en Jena, Alemania, identificaron una sustancia química responsable de la resistencia del tabaco (Nicotiana attenuata) a las chicharritas chupadoras (Empoasca spp.) y los genes necesarios para su producción.

     «Descubrimos cómo las especies nativas usan reprogramación química para defenderse de las chicharritas oportunistas en la naturaleza», explicó Yuechen Bai, primer autor del estudio.

     En la naturaleza, las plantas son probadas por insectos fitófagos para identificar posibles fuentes de alimento. En la mayoría de los casos, los cultivos pueden defenderse de manera efectiva.

Plantas bajo ataque

Los investigadores encontraron que el tabaco era inmediatamente colonizado por las chicharritas si contaba con vías débiles de señalización de ácido jasmónico. Este es un compuesto conocido por ser un regulador natural de las respuestas de la planta al estrés biótico y abiótico.

     «En ese momento aún se desconocía qué mecanismos de defensa específicos activados por el ácido jasmónico eran responsables de la resistencia a los fitófagos», aclaró Dapeng Li, uno de los líderes del estudio.

     Para responder a esta pregunta, los científicos cruzaron 26 líneas parentales genéticamente diferentes. La población resultante se plantó en su hábitat natural en Arizona, EE. UU., donde podría ser atacada por chicharritas oportunistas.

     Cuando los cicadélidos atacaron, la gravedad del daño ayudó a identificar la base genética que convirtió al tabaco en un huésped para los fitófagos que aprovechan las defensas débiles.

Nueva sustancia de defensa identificada

Los especialistas revisaron los cambios químicos en el tabaco después del ataque y qué genes se activan. Encontraron una nueva sustancia inestable: compuesto volátil de caffeoylputrescina de hoja verde, abreviado como CPH; esta es una enzima catalizadora de reacciones químicas responsable de la resistencia permanente a los fitófagos.

     Utilizando plantas modificadas en genes de defensa y transducción de señales, los investigadores encontraron tres vías metabólicas involucradas en la producción de CPH. La transducción de señales es cuando una molécula ajena a la célula activa un receptor en la superficie celular.

     Finalmente, los especialistas reconstruyeron la ruta biosintética de la sustancia de defensa CPH en dos cultivos relacionados: el frijol (Vicia faba) y la especie de tomate Solanum chilense, demostrando su eficacia contra las chicharritas.

Preparación ante el cambio climático

En estudios posteriores, los investigadores averiguarán cómo se coordina la síntesis de esta defensa química y qué otros factores y reguladores específicos son cruciales para su producción, especialmente en condiciones naturales.

     Los chicharritas del género Empoasca, particularmente Empoasca fabae, causan daños al chupar las hojas jóvenes y trasmitir enfermedades virales. En México, este género es conocido por afectar el cultivo de chile mirasol, pasilla, ancho y, en menor grado, pimiento. E. fabae es potencial vector de fitoplasmas, un parásito de las plantas.

      Las temperaturas más altas han llevado a un incremento poblacional de estos insectos. Esta investigación puede proporcionar información valiosa con respecto a la mejora permanente de la resistencia en los cultivos, especialmente en el contexto de las nuevas demandas en la agricultura provocadas por el cambio climático.

Fuente: Science

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