El arroz (Oryza sativa L) es el cereal más utilizado en el mundo para consumo humano y el segundo más producido en el mundo después del maíz.
por el Centro de Investigación en Agrigenómica (CRAG)
Sin embargo, la producción de arroz está seriamente amenazada por el añublo del arroz, una enfermedad fúngica que se ha descrito en más de 80 países de todos los continentes, incluidas las zonas productoras de casi todas las regiones productoras de arroz de España (Andalucía, Extremadura, Cataluña, Valencia, etc. .).
Un estudio publicado recientemente en la revista Rice y liderado por Blanca San Segundo, investigadora del CSIC en el CRAG, ha revelado que exponer las plantas de arroz a niveles moderadamente altos de hierro aumenta la resistencia a la infección por el hongo patógeno Magnaporthe oryzae, el agente causante del añublo del arroz, el Enfermedad más común en este cultivo y responsable de grandes pérdidas de producción a nivel mundial.
El hierro es un nutriente esencial para el crecimiento y desarrollo de las plantas . Aunque es un elemento abundante en la mayoría de los suelos agrícolas, su disponibilidad para los cultivos puede ser baja. Dependiendo de las características del suelo, el hierro se encuentra en su forma insoluble o soluble, por lo que la planta puede absorberlo de forma más o menos eficaz. Además, tanto una deficiencia como un exceso de hierro pueden resultar tóxicos para la planta. Así, el control preciso de la cantidad de hierro así como de su biodisponibilidad resulta crucial para el correcto crecimiento y productividad de los cultivos.
Utilizando métodos de secuenciación de ARN, que permiten analizar los niveles de expresión de diferentes genes, el equipo investigador ha detectado la activación de varios genes relacionados con las defensas de las plantas cuando el arroz ha sido tratado con hierro durante un corto periodo de tiempo. Además, la presencia de hierro aumenta la expresión de genes relacionados con la generación de fitoalexinas, moléculas con actividad antifúngica que son capaces de inhibir el crecimiento de Magnaporthe oryzae. Así, se ha podido demostrar que un tratamiento moderado con hierro activa el sistema inmunológico innato del arroz.
Este trabajo revela que, en condiciones de infección, en las hojas de plantas tratadas con hierro, se observa una acumulación tanto de especies reactivas de oxígeno (ROS) como de hierro en regiones específicas y muy localizadas de la hoja infectada, que corresponden a los puntos de entrada del patógeno. . Esto desencadena un proceso de muerte celular programada en las células vegetales, conocido como ferroptosis, que limita la progresión del hongo en el tejido infectado y por tanto la infección es controlada por la propia planta.
«La respuesta suicida celular o ferroptosis ha sido descrita en variedades de arroz resistentes a la infección por M. oryzae (interacciones incompatibles). Sin embargo, es la primera vez que se observa esta respuesta en plantas de arroz susceptibles a la infección por este hongo como «Es resultado del tratamiento con hierro. El hierro tiene una función que potencia la respuesta inmune en la planta de arroz», afirma Blanca San Segundo, investigadora principal del estudio.
Estudios anteriores del mismo grupo ya apuntaban que los nutrientes podrían jugar un papel clave en la resistencia o susceptibilidad a la infección por este hongo. El mismo equipo de investigación publicó en 2020 que el exceso de fosfato, como consecuencia del uso excesivo de fertilizantes fosfatados, tiene el efecto contrario ya que hace que el arroz sea más susceptible a la infección por el mismo hongo.
Comprender la relación entre el aporte de nutrientes (macronutrientes y micronutrientes) y la respuesta de defensa de la planta frente a patógenos puede ser de gran utilidad a la hora de diseñar nuevas estrategias de protección frente a la piricularia y así minimizar las pérdidas económicas asociadas. Además, este conocimiento contribuirá a establecer prácticas más sostenibles para el cultivo de arroz al reducir el uso de agroquímicos (fertilizantes y pesticidas).
Más información: Ferran Sánchez-Sanuy et al, El hierro induce resistencia contra el hongo Magnaporthe oryzae mediante la potenciación de respuestas inmunes, Rice (2022). DOI: 10.1186/s12284-022-00609-w
