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El genoma decodificado de una enfermedad poco conocida ofrece esperanza para los cítricos

El genoma decodificado de una enfermedad poco conocida ofrece esperanza para los cítricos
El microbiólogo Kiran Gadhave de la UCR examina los cítricos en busca de síntomas de la enfermedad de las venas amarillas. Crédito: Gerardo Uribe / UCR

Los científicos esperan que el ARN de una infección desconocida pueda algún día usarse como un caballo de Troya para administrar tratamientos que salvan vidas a los árboles de cítricos.


por Jules Bernstein, Universidad de California – Riverside


La infección, la enfermedad de las venas amarillas de los cítricos, se descubrió hace 64 años en Riverside y nunca se ha visto en ninguna otra parte del mundo. Décadas más tarde, los investigadores de UC Riverside finalmente han desentrañado los códigos genéticos del patógeno asociado, un paso significativo hacia el aprovechamiento de sus propiedades únicas.

Recientemente, se publicó un artículo que describe este trabajo en la revista Frontiers in Microbiology . Abre la puerta para probar si esta infección aparentemente benigna podría usarse como un vehículo para transportar agentes antibacterianos y antivirales a los sistemas vasculares de las plantas de cítricos , donde generalmente ocurren las infecciones.

Los cultivos de cítricos enfrentan un futuro muy incierto debido a Huanglongbing, también conocida como enfermedad del enverdecimiento de los cítricos . En la última década, la enfermedad ha provocado una disminución del 72% en las naranjas utilizadas para el jugo y una disminución del 21% en el mercado estadounidense de frutas cítricas frescas. Los productores de otras partes del mundo se ven afectados de manera similar y continúa propagándose sin cesar.

Aunque se están desarrollando tratamientos prometedores e híbridos resistentes a enfermedades para Huanglongbing, todavía no hay ninguno disponible comercialmente.

Las células utilizan ARN para convertir la información almacenada en el ADN en proteínas que llevan a cabo diferentes funciones. La enfermedad de las venas amarillas se asocia con un ARN pequeño, móvil independientemente, también llamado ARNi, que se propaga a través del sistema vascular de una planta. Este mecanismo de propagación podría ser una nueva forma de enviar tratamientos para Huanglongbing u otras enfermedades a las plantas.

La historia de esta prometedora investigación comienza en 1957 con Lewis Weathers, profesor de patología vegetal de UC Riverside.

«Encontró cuatro árboles de tilo con vetas hermosas y brillantes en sus hojas, de color amarillo casi fluorescente», dijo Georgios Vidalakis, profesor de patología vegetal en la UCR, especialista en extensión cooperativa UC-ANR e investigador principal del nuevo artículo.

«Ese color fue reconocido como una enfermedad, y las muestras se depositaron en el banco de enfermedades del Programa de Protección Clonal de Cítricos, donde nos estaba esperando para estudiar décadas más tarde», dijo Vidalakis.

Según los experimentos de Weathers, no parecía que la enfermedad fuera transmitida por ningún animal u otro microorganismo, dijo Vidalakis.

«Creemos que se introdujo en los limequats en un solo evento, y una vez que esas plantas fueron destruidas, nunca se extendió a otros cítricos en California».

Sin embargo, los investigadores han descubierto cómo se propaga la enfermedad entre las células de las plantas infectadas. El ARNi se disfraza de proteínas vegetales que le permiten pasar a través del tejido conectivo celular. Esta capacidad de viajar dentro de los árboles de cítricos puede permitir que el ARNi envíe moléculas protectoras también a plantas no cítricas, incluidas uvas, aceitunas y cacao.

El ARNi de la enfermedad de las venas amarillas también es sorprendentemente pequeño, incluso para un organismo microscópico. Los virus vegetales suelen tener de cuatro a diez genes en promedio, cada uno con al menos una función. El ARNi de esta enfermedad tiene un solo gen funcional.

«El iRNA es asombroso porque es capaz de manipular células vegetales para ayudarlo a replicarse, a pesar de tener un solo gen funcional», explicó Kiran Gadhave, microbiólogo de la UCR, autor correspondiente del artículo e investigador principal del proyecto iRNA. «Además de su valor terapéutico potencial, es solo una curiosidad científica. Esto es tan pequeño como parece».

Aunque creen que el patógeno es benigno, el equipo de investigación está realizando pruebas adicionales para asegurarse de que no afecte la calidad o cantidad de la fruta, la altura del árbol o cualquier otro indicador de salud. Los síntomas en los árboles cultivados en invernadero fueron leves. Ahora, esto se está probando en una prueba de campo en el laboratorio vivo de la Estación Experimental Agrícola AgOps de la UCR.

«El apoyo del Citrus Research Board y nuestra estrecha colaboración con la Universidad de Maryland y Silvec Biologics están demostrando ser cruciales para llevar esta tecnología del laboratorio a la granja», dijo Gadhave.

Algún día, el ARNi podría usarse junto con tecnologías de edición de genes como CRISPR, en las que las células están capacitadas para reconocer y destruir los ácidos nucleicos de los patógenos vegetales invasores. Hay desafíos con ambos métodos que deben superarse primero, como la gestión de efectos no deseados, costos y entrega eficiente.

«Las limitaciones comunes de ambos enfoques se pueden superar al igualar sus fortalezas, de la misma manera que integramos diferentes soluciones de manejo de enfermedades «, dijo Gadhave.



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