El gusano cogollero del maíz causa la pérdida de más de 76.000 fanegas de maíz cada año en los Estados Unidos, y hay cada vez más pruebas de que los fenómenos meteorológicos y las temperaturas cada vez más extremos exacerbarán el daño causado a la producción agrícola por las plagas de insectos.
Por Jeff Mulhollem, Universidad Estatal de Pensilvania
En respuesta a la amenaza, un equipo de investigadores de Penn State ha demostrado que las líneas genéticas del maíz tienen compuestos inherentes que actúan como insecticidas, protegiéndolas de las larvas que se alimentan de ellas.
En hallazgos publicados recientemente en línea antes de la edición de marzo de Plant Stress , los investigadores informaron que las larvas del gusano cogollero del maíz que se alimentan de las sedas, cáscaras y granos de líneas de maíz que contienen altos niveles de flavonoides (químicos que juegan papeles esenciales en muchos procesos biológicos y respuestas a factores ambientales en las plantas) crecen mucho más lentamente y muchas mueren, en comparación con las larvas que se alimentan de líneas de maíz sin flavonoides.
Además de una mayor mortalidad y una reducción del peso corporal, las larvas que se alimentaban de líneas de maíz ricas en flavonoides desarrollaron un síndrome similar al del intestino permeable, descubrieron los investigadores, lo que sugiere la participación de cambios en el microbioma del intestino de las larvas. Además, la expresión de genes relacionados con la salud intestinal se modificó en las larvas que consumieron las cáscaras ricas en flavonoides.
En el estudio, los investigadores compararon cómo las larvas del gusano cogollero del maíz sobrevivieron en cepas genéticamente idénticas, a excepción de unas pocas diferencias específicas y conocidas del maíz: en este caso, algunas expresaban un alto contenido de flavonoides en las sedas, las cáscaras y los granos; otras no.
El maíz, cultivado en la granja de agronomía del Centro de Investigación Agrícola Russell E. Larson de Penn State, incluía una línea diseñada para tener un gen que desencadena la producción de flavonoides y una línea que fue criada convencionalmente para producir flavonoides, que fue desarrollada durante las últimas dos décadas por el laboratorio de Chopra a partir del cruce de una línea mutante de maíz.
Los investigadores señalaron que notaron «una marcada diferencia» en la mortalidad y el peso corporal entre las larvas del gusano cogollero que se alimentaban de líneas con sobreproducción de flavonoides en comparación con las líneas de control. Tanto la línea modificada genéticamente como la línea obtenida a partir del mutante tuvieron efectos similares en las larvas.
«Esta investigación es importante porque puede ser un primer paso hacia el desarrollo de líneas de maíz resistentes a plagas de insectos ideales para la producción orgánica», dijo el líder del equipo de investigación Surinder Chopra, profesor de genética del maíz. «Estos hallazgos, que sugieren una nueva opción para el manejo integrado de plagas para las larvas del gusano cogollero del maíz, muestran que el maíz con alto contenido de flavonoides tiene el potencial de ser utilizado en un programa de mejoramiento para desarrollar líneas de maíz especiales tolerantes a múltiples plagas de insectos».
Se necesita más investigación antes de que se pueda esperar que los cultivadores de plantas intenten desarrollar líneas de maíz productoras de flavonoides que también protejan contra otros insectos para los agricultores orgánicos, señaló Chopra.
«Los estudios futuros investigarán los mecanismos detrás del daño mediado por flavonoides al intestino de las larvas del gusano cogollero del maíz y explorarán los impactos más amplios del contenido de flavonoides en las interacciones planta-insecto», dijo.
Más información: Debamalya Chatterjee et al., Defensa de las plantas contra la herbivoría de los insectos: inhibición del crecimiento mediada por flavonoides de Helicoverpa zea, Plant Stress (2025). DOI: 10.1016/j.stress.2025.100738
