Los investigadores han desentrañado un mecanismo genético clave detrás del modo en que los patógenos infectan los cultivos, lo que conduce a nuevas estrategias para crear variedades de cultivos resistentes a otros patógenos que portan el mismo mecanismo genético.
por la Corporación de Investigación y Desarrollo de Granos
Dirigido por investigadores del Centro para el Manejo de Cultivos y Enfermedades (CCDM), un centro nacional apoyado conjuntamente por GRDC y la Universidad de Curtin, junto con colaboradores del Instituto de Investigación de Innovación en Salud de Curtin, CSIRO, la Universidad de Nottingham (Reino Unido) e INRAe (Francia), el equipo identificó y validó la función de una secuencia de ADN específica vinculada a genes que causan daños en el trigo.
Al estudiar el mecanismo genético de Parastagonospora nodorum, el hongo que causa la mancha de Septoria nodorum (SNB) del trigo, el equipo de investigación pudo confirmar que un factor de transcripción llamado Pf2 se une a una secuencia de consenso de ADN específica. Al hacer esto, Pf2 activa genes adyacentes para producir efectores necrotróficos, moléculas responsables de inducir daños en el trigo.
El ex estudiante de doctorado del CCDM, el Dr. Evan John, y el profesor asociado Kar-Chun Tan, junto con su equipo de investigación, esperan transferir este conocimiento a otras enfermedades para mejorar la identificación de los efectores necrotróficos y otros genes asociados a la virulencia. Estos hallazgos se publicaron en la revista PLOS Pathogens .
“Este descubrimiento de la secuencia de consenso del ADN es de gran importancia para la investigación en el campo del mejoramiento de la resistencia a las enfermedades , ya que significa que ahora sabemos cómo se activan los efectores del patógeno para atacar a una planta”, dijo el Dr. John.
“Lo interesante de esta investigación es que puede utilizarse como modelo regulador, porque el mismo factor de transcripción Pf2 se encuentra en otros hongos patógenos que causan enfermedades como la mancha amarilla del trigo, la pata negra y la mancha negra de la canola. Según nuestro conocimiento actual, parece que el Pf2 funciona allí mediante el mismo mecanismo”.
El profesor asociado Tan dijo que durante muchos años los investigadores han estado buscando efectores en los genomas de patógenos, sin embargo, reducirlos a una lista corta de candidatos puede ser difícil.
“Ahora, conociendo el código genético de la secuencia de ADN a la que se dirige Pf2, podemos limitar los genes efectores potenciales que están asociados con la secuencia de consenso de ADN específica y priorizar estos genes para el descubrimiento de efectores”, dijo el profesor asociado Tan.
“Encontrar efectores es un gran logro, porque significa que luego podemos encontrar el gen susceptible correspondiente dentro del cultivo y ayudar a los cultivadores mediante la selección asistida por efectores en los cultivos, brindándoles variedades con mayor resistencia a las enfermedades”.
El director del CCDM, el profesor Mark Gibberd, dijo que estaba orgulloso de lo lejos que había llegado este equipo de investigación del CCDM para alcanzar un resultado científico tan importante que conducirá a mejores variedades para los productores.
“Este descubrimiento se llevó a cabo durante ocho años. Hace unos años, el equipo había descubierto el factor de transcripción y sabía que regulaba los efectores, pero no estaban seguros de cómo los regulaba”, dijo el profesor Gibberd.
“Al persistir ante innumerables desafíos, han llegado al fondo del misterio científico y han llegado a una conclusión que ayudará a mejorar la resistencia a las enfermedades no solo en el trigo, sino potencialmente también contra las enfermedades de la canola.
“Esta investigación es un ejemplo de la capacidad del CCDM de trabajar en profundidad y de manera colaborativa en investigaciones innovadoras para garantizar que la agricultura australiana sea líder mundial en investigación e innovación en lo que respecta a la producción de granos”.
Más información: Evan John et al, Información regulatoria para un factor de transcripción Zn 2 Cys 6 que controla la virulencia mediada por efectores en un patógeno fúngico del trigo, PLOS Pathogens (2024). DOI: 10.1371/journal.ppat.1012536
