Agricultura Enfermedades y Plagas Europa

Cómo los nematodos burlan a las defensas de las plagas

El gusano de la raíz del maíz occidental, una de las plagas de maíz más dañinas del mundo, puede usar compuestos de defensa vegetal para defenderse de sus propios enemigos naturales, los llamados nematodos entomopatógenos. 


por la Universidad de Berna


Sin embargo, los nematodos pueden volverse inmunes contra estos compuestos, lo que mejora su capacidad para combatir el gusano de la raíz del maíz occidental, como lo demuestran los investigadores de la Universidad de Berna. Este mecanismo puede contribuir a mejorar el control biológico de plagas.

El gusano de la raíz del maíz occidental causa pérdidas económicas de más de 2 mil millones de dólares en el cultivo de maíz y, por lo tanto, es una plaga agrícola grave . Originario de América, el gusano de la raíz del maíz occidental está invadiendo Europa, incluida Suiza.

Una plaga exitosa

En un estudio anterior, Christelle Robert y Matthias Erb, del Instituto de Ciencias de las Plantas (IPS) de la Universidad de Berna, dilucidaron una de las estrategias que subyacen al éxito del gusano de la raíz del maíz occidental. Plantas de maizalmacenar ciertas sustancias de defensa, los llamados benzoxazinoides, en sus raíces. Estas sustancias son dañinas para muchas plagas. Sin embargo, el gusano de la raíz del maíz occidental ha desarrollado una estrategia para desintoxicar estas sustancias. Las larvas del gusano de la raíz del maíz se vuelven resistentes contra la propia defensa de la planta. Peor aún: las larvas almacenan los benzoxazinoides en sus cuerpos y, a su vez, los usan para defenderse de sus propios enemigos, incluidos los gusanos parásitos (nematodos entomopatógenos). El hecho de que el gusano de la raíz del maíz occidental haya encontrado una estrategia de defensa contra los nematodos es de particular importancia, ya que los nematodos se usan como agentes de control biológico contra esta plaga.

«Ya se han logrado éxitos considerables en el campo utilizando nematodos; las medidas para aumentar la eficiencia podrían impulsar aún más este enfoque», explica Matthias Erb, profesor de interacciones bióticas en el IPS. «En este contexto, nos hicimos la pregunta: si las plagas como el gusano de la raíz del maíz occidental pueden volverse inmunes contra las sustancias de defensa de las plantas, ¿podrían los organismos beneficiosos como los nematodos entomopatógenos hacer lo mismo?»

Este flashMOOC, un video explicativo interactivo, ofrece una introducción a las principales estrategias de control de plagas utilizando el gusano de la raíz del maíz occidental como ejemplo. Proporciona información sobre las ventajas y desventajas de las estrategias actuales y destaca el papel de la investigación fundamental en el desarrollo de nuevas estrategias sostenibles de control de plagas. 
Crédito: Universidad de Berna.

Reproducción de organismos beneficiosos para el control de plagas

Los investigadores compararon nematodos de áreas en las que el gusano de la raíz del maíz occidental está presente con nematodos de áreas donde está ausente. «Descubrimos que los nematodos de las áreas infestadas son resistentes a los benzoxazinoides, a diferencia de los nematodos de otras áreas», dice Xi Zhang, quien trabajó en el proyecto como Ph.D. estudiante. En el laboratorio, los investigadores pudieron observar que los nematodos expuestos al gusano de la raíz del maíz occidental se volvieron resistentes a las sustancias de defensa de las plantas en tan solo unas pocas generaciones. «La velocidad de esta adaptación nos sorprendió», dice Zhang.

Los resultados del estudio, que se publicó en la revista PNAS , son particularmente relevantes para el control biológico de plagas. «Los insectos beneficiosos como los nematodos, que son resistentes a las sustancias de defensa de las plantas, pueden mantener a raya las plagas de insectos que acumulan estas sustancias de la planta», explica el coautor del estudio Ricardo Machado. Este rasgo se puede adquirir muy rápidamente a través de una selección específica y, por lo tanto, es un objetivo de cría prometedor. «Esperamos que se puedan mejorar muchos otros organismos beneficiosos si se centran en su capacidad para resistir los compuestos de defensa de las plantas», dice Machado.

En la siguiente etapa, los investigadores se dirigen a las bacterias simbióticas de los nematodos para que sean resistentes contra los benzoxazinoides y para probar los agentes de control biológico mejorados en el campo. «Este es el siguiente paso para acercar nuestra investigación a la aplicación agrícola», dice Machado.

Video explicativo de la Universidad de Berna sobre los gusanos de la raíz del maíz. 
Crédito: Universidad de Berna.
La estudiante de doctorado china y autora del estudio, Xi Zhang, habla sobre su carrera y su investigación sobre los nematodos en la Universidad de Berna en este video retrato. 
Crédito: Universidad de Berna.

Los compuestos de defensa vegetal dan forma a las cadenas alimentarias

En el proyecto de investigación, financiado por la Swiss National Science Foundation (SNSF), los investigadores se basaron en un enfoque combinado de ecología conductual, química analítica y genética de plantas. Los hallazgos ilustran la importancia de los compuestos de defensa de las plantas, como los benzoxazinoides, para la evolución y la dinámica de las cadenas alimentarias. «La carrera armamentista entre plantas y herbívoros a menudo se ve como un motor de la diversidad química y biológica de estos dos grupos», dice la coautora del estudio, Christelle Robert. «Nuestro estudio indica que los compuestos de defensa de las plantas pueden influir en la evolución de cadenas alimenticias enteras».

Como parte de la cooperación de investigación interprofesional «One Health» en la Universidad de Berna (ver recuadro), los investigadores han comenzado recientemente a investigar cómo los benzoxazinoides afectan la salud de los animales y los humanos. «La integración de nuestros hallazgos en la cadena alimentaria agrícola central es una expansión fascinante de nuestro trabajo con mucho potencial», dice Matthias Erb.


Leer más


Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *