Los científicos han probado una nueva forma de proteger los cultivos de una enfermedad bacteriana devastadora y generalizada, sin utilizar aerosoles químicos dañinos para el medio ambiente.
Un equipo interdisciplinario de la Universidad de Glasgow ha revelado un nuevo método que podría proteger muchas especies de cultivos importantes contra la bacteria común de los cultivos Pseudomonas syringae (Ps).
Ps y especies bacterianas relacionadas atacan una amplia variedad de cultivos importantes en el Reino Unido y en todo el mundo, incluidos tomates, kiwis, pimientos, olivos, soja y árboles frutales, causando enormes pérdidas económicas. Las enfermedades de las plantas son responsables de la pérdida de aproximadamente el 15% de los cultivos mundiales (por un valor de 150 mil millones de dólares al año), de los cuales un tercio es causado por bacterias como Ps. El complejo de especies de Ps consta de más de 50 variantes conocidas, que son responsables de enfermedades como el tizón, las manchas y las motas bacterianas. Una vez que la bacteria infecta parte de un cultivo, la enfermedad puede propagarse rápidamente debido a la falta de diversidad genética en las variedades de cultivos comerciales.
Utilizando modificación genética, el equipo pudo hacer que las plantas expresaran una proteína antibiótica específica, o bacteriocina. Luego, estas plantas combatieron con éxito la infección bacteriana sin causar ningún daño a las plantas mismas ni al medio ambiente circundante. El equipo, de los laboratorios del Dr. Joel Milner del Plant Science Group y el profesor Daniel Walker de Bacteriología, presenta sus hallazgos hoy en Plant Biotechnology Journal .
Actualmente, se utilizan productos químicos, antibióticos convencionales y genes de resistencia introducidos mediante el fitomejoramiento para proteger a las plantas contra estas bacterias, pero tienen un éxito limitado y a menudo tienen impactos ambientales adversos. Con una mayor presión regulatoria sobre el uso de tratamientos químicos y el riesgo de propagación de la resistencia asociada a los antibióticos convencionales, existe una necesidad apremiante de desarrollar estrategias alternativas para combatir las enfermedades bacterianas en los cultivos.
El equipo se centró en una bacteriocina, la putidacina L1, que es producida por un pariente inofensivo que vive en el suelo de las cepas de Ps. que causan enfermedades. Pudieron expresarlo en plantas de prueba y descubrieron que estaba protegido contra diversos tipos de bacterias Ps. Para hacer esto, el equipo modificó genéticamente plantas para producir la bacteriocina a lo largo de su vida, la primera vez que esta modificación se prueba en plantas.
El Dr. Joel Milner dijo: «Nuestros resultados proporcionan una prueba de principio de que la expresión de una bacteriocina en las plantas puede proporcionar una resistencia eficaz contra las enfermedades bacterianas. A diferencia de los antibióticos convencionales, las bacteriocinas son altamente específicas; en este caso actúan sólo contra las cepas de Ps. que infectan las plantas. Al usar bacteriocinas evitamos los riesgos asociados con los antibióticos convencionales; que la resistencia se propagará indiscriminadamente a otras bacterias. De hecho, al reemplazar los antibióticos convencionales , eliminamos un importante factor de resistencia que podría incluso extenderse a bacterias patógenas humanas. «
«Ahora que sabemos que la expresión de bacteriocinas en cultivos puede ofrecer una estrategia eficaz para controlar las enfermedades bacterianas, estamos llevando a cabo investigaciones para aprovechar plenamente el potencial de este nuevo método».
El coautor principal, el Dr. Will Rooney, dijo: «Todas las principales especies bacterianas producen bacteriocinas, por lo que deberíamos poder utilizar nuestra investigación como modelo para abordar una amplia variedad de enfermedades bacterianas importantes en cultivos como la papa, el arroz y una variedad de frutas». «.
La Universidad de Glasgow está explorando activamente el potencial comercial mediante la identificación de posibles socios industriales que ayuden a explotar la tecnología y ha presentado solicitudes de patentes para proteger la propiedad intelectual.
El estudio, «Ingeniería de resistencia mediada por bacteriocina contra el patógeno vegetal Pseudomonas syringae», se publica en Plant Biotechnology Journal .
Más información: William M. Rooney et al. Ingeniería de resistencia mediada por bacteriocina contra el patógeno vegetal Pseudomonas syringae, Plant Biotechnology Journal (2019). DOI: 10.1111/pbi.13294
