Un descubrimiento reciente realizado por investigadores dirigidos por el profesor Li Jiayang del Instituto de Genética y Biología del Desarrollo (IGDB) de la Academia China de Ciencias ofrece una nueva esperanza en la lucha contra las malezas parásitas que causan más de 10 mil millones de dólares en pérdidas agrícolas a nivel mundial cada año.
Los investigadores han identificado un gen clave, el transportador de estrigolactona SlABCG45, en los tomates que desempeña un papel fundamental en el mantenimiento del equilibrio entre la resistencia del huésped a las malezas parásitas y el rendimiento del tomate.
Un estudio publicado en The Innovation destaca cómo SlABCG45, un transportador de estrigolactona (SL), media la defensa de las plantas contra especies de jopo ( Orobanche y Phelipanche ) sin afectar el rendimiento. El descubrimiento se considera un paso significativo hacia el desarrollo de cultivos con una resistencia amplia y robusta a las malezas parásitas.
La striga, una maleza parásita que ataca a los cereales monocotiledóneos como el maíz, el sorgo y el mijo, y el jopo, que ataca a cultivos como el tomate, el girasol, la patata y los garbanzos, plantean graves problemas a la agricultura mundial. El manejo del parasitismo es un desafío y se han clonado y caracterizado muy pocos genes de resistencia en plantas.
Para identificar los genes clave que median la resistencia al jopo, los investigadores llevaron a cabo un estudio de asociación de todo el genoma utilizando 152 accesiones de tomates e identificaron SlABCG45 como un gen clave que media la resistencia del huésped a Phelipanche aegyptiaca .
Descubrieron que SlABCG45 y su homólogo cercano SlABCG44 son transportadores de SL localizados en la membrana que desempeñan papeles importantes en la exudación de SL a la rizosfera, el transporte de SL desde las raíces a los brotes y la mediación de la germinación de las semillas de jopo.
Curiosamente, SlABCG45 y SlABCG44 muestran diferenciación funcional. La expresión de SlABCG45 respondió fuertemente a la deficiencia de fósforo, una señal ambiental que induce parasitismo, biosíntesis de SL y exudación, mientras que SlABCG44 respondió débilmente a la deficiencia de fósforo. Además, la mutación SlABCG45 tuvo relativamente poco efecto en el tamaño de la fruta, pero el mutante slabcg44 produce frutas más pequeñas.
El equipo de investigación evaluó sistemáticamente el potencial de la edición del genoma de SlABCG45 en la resistencia a la jopo y demostró que la eliminación de SlAGCG45 confiere una resistencia duradera y de base amplia a las especies de jopo en el tomate.
Es importante destacar que los experimentos de campo realizados durante dos años consecutivos en la provincia de Xinjiang demostraron que el silenciamiento de SlABCG45 mejoró significativamente la resistencia del tomate al jopo, lo que resultó en un aumento del rendimiento de más del 30% en un campo infestado de Phelipanche .
Finalmente, los investigadores sugirieron que los cultivos deficientes en la biosíntesis de SL, como Slccd8, exhiben resistencia al jopo. Sin embargo, la aplicación agrícola de esta estrategia se ha visto obstaculizada por características indeseables asociadas, como enanismo, ramificación excesiva, frutos más pequeños y dispersos y un rendimiento reducido de frutos.
La eliminación de SlABCG45 aumentó significativamente la resistencia a Phelipanche y Orobanche sin sacrificar el desarrollo del fruto, aumentando el rendimiento del fruto en los campos infectados con Phelipanche .
Modelo propuesto para mejorar la resistencia al jopo y el rendimiento del tomate utilizando SlABCG45 . Fuente: IGDB.
Los resultados indican que SlABCG45 es un objetivo clave para el mejoramiento de cultivos que puedan resistir malezas parásitas sin comprometer el rendimiento, allanando el camino para prácticas agrícolas más sostenibles en el futuro.
Fuente: Academia China de Ciencias.
