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Comprender los cambios microbianos inducidos por enfermedades puede revelar nuevas estrategias de manejo de cultivos

Comprender los cambios microbianos inducidos por enfermedades puede revelar nuevas estrategias de manejo de cultivos
Campos de naranjos y trabajo de laboratorio. Crédito: Dr. Nichole Ginnan

Mientras la humanidad se enfrenta a la pandemia de COVID-19, la industria de los cítricos está tratando de controlar su propia enfermedad devastadora, Huanglongbing (HLB), también conocida como enfermedad del enverdecimiento de los cítricos. 


por la Sociedad Americana de Fitopatología


El HLB es la enfermedad de los cítricos más destructiva del mundo. En la última década, la enfermedad ha aniquilado la industria de los cítricos de Florida, reduciendo la producción de naranja para jugo y otros productos en un 72%. CandidatusLiberibacter asiaticus (CLas) es el microbio asociado con la enfermedad. Reside en el floema del árbol y, como muchos patógenos de plantas, es transmitido por insectos durante los eventos de alimentación. La progresión de la enfermedad puede ser lenta pero catastrófica. Los síntomas comienzan con hojas con manchas, brotes amarillos y retraso del crecimiento, y progresan hacia una disminución del rendimiento, frutos de mala calidad y, finalmente, la muerte.

Actualmente, lo único que pueden hacer los productores de cítricos para proteger sus cultivos del HLB es controlar el insecto vector. Docenas de investigadores están tratando de encontrar formas de controlar la enfermedad , utilizando estrategias que van desde pesticidas hasta antibióticos y perros que huelen CLas. Comprender el microbioma de las plantas , una nueva y emocionante frontera en el manejo de enfermedades de las plantas, es otra estrategia.

La Dra. Caroline Roper y la primera autora, la Dra. Nichole Ginnan de la Universidad de California, Riverside, dirigieron una gran colaboración de investigación que buscaba explorar el papel del microbioma en la progresión de la enfermedad de HLB. Su artículo reciente en Phytobiomes Journal, «Los cambios microbianos inducidos por enfermedades en los cítricos indican respuestas derivadas del microbioma a Huanglongbing», va más allá de la visión de una sola instantánea del panorama microbiano típico de la investigación de microbiomas. Su enfoque holístico para estudiar las interacciones planta-microbio capturó varias instantáneas a lo largo de tres años y tres tipos de tejidos distintos (raíces, tallos y hojas). Lo que es tan interesante de esta investigación es el uso de la secuenciación de amplicones (16S e ITS) para capturar el papel altamente intrincado y dinámico del microbioma (tanto bacteriano como fúngico) a medida que cambia durante el curso de la progresión de la enfermedad de HLB.

Ginnan y col. supuso que HLB creó un cambio inducido por la enfermedad del microbioma del árbol. Específicamente, los investigadores demostraron que a medida que avanza la enfermedad, aumenta la diversidad microbiana. Además, investigaron esta tendencia para encontrar que el aumento de la diversidad se asoció con un aumento de microbios supuestos patógenos (causantes de enfermedades) y saprofitos (que se alimentan de tejidos muertos) . Observaron una caída significativa de los microbios beneficiosos en las primeras fases de la enfermedad. Los hongos micorrízicos arbusculares (HMA) fueron uno de esos grupos beneficiosos que los autores destacaron por mostrar una disminución drástica en la abundancia relativa.

El agotamiento de especies microbianas clave durante la enfermedad podría estar abriendo la puerta a la invasión de otros microbios. Ciertos recursos pueden estar más o menos disponibles, permitiendo que prosperen diferentes microbios. El Dr. Roper y el Dr. Ginnan plantean la hipótesis de que cuando comienza el HLB, este evento de agotamiento desencadena una oleada de microbios beneficiosos que acuden en ayuda del árbol de cítricos. Sospechan que los microbios están iniciando una respuesta inmune para proteger al huésped.

A medida que la enfermedad prolifera, el árbol de cítricos y su microbioma continúan cambiando. El Dr. Ginnan, autor principal de este estudio, descubrió que había un enriquecimiento de microorganismos parásitos y saprofitos en raíces gravemente enfermas. El enriquecimiento de estos microbios puede contribuir a la progresión de la enfermedad y al deterioro de las raíces, un efecto secundario del HLB.

Los árboles supervivientes, o los árboles que no evolucionaron hacia una enfermedad grave, también tenían un perfil microbiano único. Estos árboles se enriquecieron con microbios simbióticos putativos como Lactobacillus sp. y Aureobasidium sp. Este descubrimiento llevó a los investigadores a identificar ciertos microbios que estaban asociados con una progresión más lenta de la enfermedad.

El Dr. Ginnan dice que su momento «ajá» durante la investigación fue en el análisis de datos. «Originalmente buscábamos taxones que aumentaran y disminuyesen en abundancia relativa a medida que aumentaba la clasificación de enfermedades», dijo. «Nuestro análisis de abundancia diferencial terminó revelando patrones claros de enriquecimiento replicados en múltiples taxones». Este es el momento en que comenzaron a desarrollar los patrones individuales que estaban viendo en un modelo de enfermedad más amplio.

Esta investigación es la base para futuros proyectos y colaboraciones que los autores están emocionados de continuar desarrollando. Están motivados por la función potencial del microbioma para controlar las enfermedades de los cultivos. En un futuro cercano, esperan que estos descubrimientos y la comprensión de los microbios beneficiosos puedan ayudar a establecer un plan de tratamiento mediado por microbiomas para proteger los cultivos de enfermedades como el HLB. Además, el modelo que han desarrollado se puede aplicar para comprender las enfermedades de otros sistemas de cultivos de árboles.


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