Las malezas parásitas son parásitos despiadados que roban nutrientes de los cultivos y devastan las cosechas. Pero ¿qué pasaría si los agricultores pudieran engañar a estos invasores para que se autodestruyeran? Científicos de la UC Riverside creen haber encontrado la manera.
por la Universidad de California – Riverside
En el África subsahariana y partes de Asia, lugares que ya sufren inseguridad alimentaria , campos enteros de alimentos básicos como el arroz y el sorgo pueden perderse debido a un grupo de malezas insidiosas que drenan los cultivos de sus nutrientes antes de que puedan crecer. Los agricultores combaten estos parásitos con pocas herramientas efectivas, pero los investigadores de la UCR podrían usar la propia biología de las malezas en su contra.
Este truco se detalla en la revista Science , y su base reside en una clase de hormonas llamadas estrigolactonas: sustancias químicas discretas que desempeñan una doble función. Internamente, ayudan a controlar el crecimiento y la respuesta de las plantas a factores de estrés como la falta de agua. Externamente, realizan una función inusual en las fitohormonas.
«La mayoría de las veces, las fitohormonas no irradian al exterior; no se exudan. Pero estas sí», afirmó David Nelson, biólogo vegetal de la UCR y coautor del artículo. «Las plantas utilizan las estrigolactonas para atraer hongos del suelo que tienen una relación beneficiosa con las raíces».
Desafortunadamente para los agricultores, las malezas parásitas han aprendido a secuestrar las señales de la estrigolactona , utilizándolas como una invitación para invadir.
Una vez que las malezas detectan la presencia de estrigolactonas, germinan y se adhieren a las raíces del cultivo, drenándolo de nutrientes esenciales.
«Estas malezas esperan una señal para despertar. Podemos darles esa señal en el momento menos oportuno, cuando no tienen alimento, para que broten y mueran», dijo Nelson. «Es como si les pusiéramos su propio interruptor en la contra, animándolas a suicidarse».
Para comprender la producción de estrigolactona, el equipo de investigación dirigido por Yanran Li, anteriormente en la UCR y ahora en la UC San Diego, desarrolló un sistema innovador con bacterias y levaduras. Al diseñar células de E. coli y levadura para que funcionen como pequeñas fábricas químicas, recrearon los pasos biológicos necesarios para producir estas hormonas. Este avance permite a los investigadores estudiar la síntesis de estrigolactona en un entorno controlado y, potencialmente, producir grandes cantidades de estas valiosas sustancias químicas.
Los investigadores también estudiaron las enzimas responsables de producir estrigolactonas, identificando un punto de ramificación metabólica que puede haber sido crucial en la evolución de estas hormonas desde reguladores internos a señales externas.
«Este es un sistema potente para investigar las enzimas vegetales», afirmó Nelson. «Nos permite caracterizar genes nunca antes estudiados y manipularlos para ver cómo afectan el tipo de estrigolactonas que se producen».
Más allá de la agricultura, las estrigolactonas tienen aplicaciones prometedoras en la medicina y el medio ambiente. Algunos estudios sugieren que podrían utilizarse como agentes anticancerígenos o antivirales, y existe interés en su posible papel en la lucha contra el enverdecimiento de los cítricos, que está causando daños a gran escala a los cultivos de cítricos en Florida.
Los científicos aún tienen dudas sobre si la estrategia de suicidio de malezas funcionará en campos reales. «Estamos probando si podemos ajustar la señal química para que sea aún más efectiva», dijo Nelson. «Si lo logramos, esto podría ser un punto de inflexión para los agricultores que luchan contra estas malezas».
Esta investigación fue dirigida por la distinguida profesora y genetista de la UCR Julia Bailey-Serres.
Más información: Anqi Zhou et al., Evolución de la biosíntesis interorganismal de estrigolactona en plantas con semillas, Science (2025). DOI: 10.1126/science.adp0779
