Los pulgones, saltamontes y otros insectos no son las únicas plagas que pueden arrasar rápidamente un cultivo. Muchas bacterias dañinas han desarrollado métodos para burlar las defensas de las plantas.
por Chris Woolston, Universidad de Washington en St. Louis
Una planta de tomate que antes estaba sana puede enfermarse rápidamente y desarrollar manchas, gracias a enemigos microscópicos con un arsenal de trucos.
En un estudio reciente, investigadores de la Universidad de Washington en San Luis identificaron una herramienta que ayuda a la bacteria Pseudomonas syringae a volver la biología fundamental de una planta contra sí misma. Los hallazgos, publicados recientemente en mBio , podrían eventualmente conducir a nuevos enfoques para la protección de los cultivos, afirmó la coautora Barbara Kunkel, profesora de biología en Artes y Ciencias. «Si logramos comprender el mecanismo subyacente de la infección, potencialmente podremos detenerla», concluyó.
La autora principal del estudio es Chia-Yun «Cynthia» Lee, quien era estudiante de posgrado en el laboratorio de Kunkel al momento de la investigación y actualmente es investigadora postdoctoral en biología. Maya Irvine, asistente de investigación de pregrado al momento de la investigación, es otra coautora.
Se sabe que las bacterias asociadas a las plantas aprovechan una fitohormona crucial llamada auxina, afirmó Kunkel. Esta hormona, presente en todas las plantas terrestres, desde los musgos hasta los árboles, cumple diversas funciones, entre ellas promover el crecimiento y, fundamentalmente, regular las respuestas al medio ambiente.
El equipo de WashU sospecha que P. syringae y otras bacterias han desarrollado una forma de «escuchar» el proceso de señalización de auxina de la planta. Cuando los gérmenes detectan que la planta produce más auxina, intensifican su ataque.
«La liberación de auxina indica a las bacterias que el ataque está funcionando, por lo que se multiplican y se vuelven aún más agresivas», explicó Kunkel. «Es una forma astuta de aprovecharse y manipular la biología de la planta».
Pero persistía una pregunta clave: ¿Cómo pueden las bacterias captar la señal química de una planta? Para responder a esta pregunta, el equipo de WashU analizó detenidamente la maquinaria molecular y genética de P. syringae mientras atacaba a Arabidopsis thaliana, una planta de la familia de la mostaza utilizada en numerosos estudios en WashU y otros lugares. «Comenzamos a buscar genes bacterianos que pudieran estar involucrados en la detección de la auxina, y encontramos un buen candidato», declaró Lee.
El equipo identificó una proteína específica llamada PmeR que parecía cumplir con los requisitos. No solo detectaba la auxina —o, más específicamente, un compuesto separado asociado a la auxina—, sino que también podía activar ciertos genes en las bacterias que las volvían más agresivas y virulentas. «Una vez que las bacterias detectan indirectamente la presencia de la auxina, modifican su expresión génica para prepararse y sobrevivir mejor dentro de la planta», explicó Kunkel.
Este conocimiento sobre la compleja interacción entre las plantas y sus atacantes bacterianos podría eventualmente conducir a nuevos enfoques para la protección de los cultivos, afirmó Kunkel. No existe una forma obvia de atacar la proteína PmeR en bacterias silvestres, y ciertamente no es posible bloquear o eliminar la auxina, una hormona vital en los tomates ni en ninguna otra planta. Pero podría existir otro enfoque posible.
El grupo de Kunkel está trabajando con Joe Jez, profesor de Biología Spencer T. Olin, para ver si sería posible hacer que las bacterias patógenas sean «ciegas» a la auxina.
«Si comprendiéramos mejor cómo las bacterias detectan la auxina, podríamos desarrollar un compuesto que imite la auxina o moléculas relacionadas con ella , confunda a las bacterias y bloquee este sistema que las hace virulentas», dijo Kunkel. «Quizás podríamos rociar los campos con este compuesto».
Antes de que un compuesto de este tipo pudiera hacerse realidad, los investigadores necesitarían comprender mejor la estructura física de las moléculas involucradas. «Ahí es donde entra Joe», dijo Kunkel. «Tiene las herramientas y la perspicacia necesarias para descifrar incluso las estructuras más complejas».
Los investigadores aún están muy lejos de detener a P. syringae u otras bacterias en su búsqueda de nuevas plantas para infectar. Pero comprender las herramientas de ataque sigue siendo un avance importante y emocionante, afirmó Lee. «La comunicación entre bacterias y plantas es más compleja de lo que pensábamos inicialmente, pero estamos avanzando».
Más información: Chia-Yun Lee et al., PmeR, un regulador transcripcional similar a TetR, participa tanto en la señalización de auxinas como en la virulencia del fitopatógeno Pseudomonas syringae, cepa Pto DC3000, mBio (2025). DOI: 10.1128/mbio.01152-25
