Fusarium oxysporum es un hongo patógeno del suelo que causa un grupo de enfermedades graves de las plantas conocidas como marchitez por Fusarium.
por Zhang Nannan, Academia China de Ciencias
Como uno de los patógenos vegetales de mayor importancia económica a nivel mundial, puede infectar cientos de especies, incluyendo cultivos importantes como tomates, plátanos, algodón y melones, causando marchitez, retraso del crecimiento y muerte de las plantas. Comprender cómo F. oxysporum supera las defensas del huésped para aumentar su patogenicidad es fundamental para mitigar su impacto en la agricultura.
Ahora, un equipo de científicos, dirigido por el profesor Liu Xiao, del Instituto de Microbiología de la Academia China de Ciencias (ACC), ha descubierto un vínculo crucial entre el reloj circadiano del hongo y su patogenicidad, lo que ofrece nuevos conocimientos sobre cómo F. oxysporum se adapta a su entorno huésped. El estudio revela que el reloj circadiano desempeña un papel fundamental en la regulación de la respuesta del hongo a la carencia de zinc —una estrategia fundamental de defensa de las plantas—, así como en el control del metabolismo secundario, lo que aumenta su virulencia.
Los hallazgos, que proporcionan una nueva perspectiva sobre las interacciones huésped-patógeno, se publicaron el 28 de marzo en Science Advances .
Los relojes circadianos son sistemas biológicos de cronometraje que permiten a los organismos sincronizar sus procesos fisiológicos con los ciclos ambientales diarios. Si bien se sabe que estos relojes afectan la respuesta inmunitaria de los organismos huéspedes, su papel en la modulación de la virulencia de los patógenos ha permanecido prácticamente inexplorado, hasta ahora.
Este estudio confirma la presencia de un reloj circadiano funcional en F. oxysporum, caracterizado por un ciclo de retroalimentación negativa que involucra los factores de transcripción FoWC1 y FoWC2, y la proteína del reloj central FoFRQ. Entre los múltiples genes Fofrq que contribuyen al oscilador circadiano, Fofrq1 se identificó como el regulador principal.
Utilizando mutantes fúngicos deficientes en el reloj circadiano, los investigadores demostraron que los genes del reloj circadiano son esenciales para la virulencia del patógeno. Experimentos adicionales mostraron que la virulencia fúngica varía diurnamente bajo el control del reloj, lo que significa que la capacidad del hongo para infectar plantas fluctúa según la hora del día.
Un análisis del transcriptoma de series temporales reveló además patrones de expresión rítmica en numerosos genes, especialmente factores de transcripción y genes metabólicos, algunos de los cuales se superponen con factores patógenos conocidos. Estas vías reguladas por el reloj ayudan a F. oxysporum a mitigar el estrés por carencia de zinc y a aumentar la producción de ácido fusárico, una fitotoxina clave que potencia su infectividad.
Este estudio subraya el importante papel del reloj circadiano de los hongos en la orquestación de la patogénesis y la invasión del huésped, allanando el camino para enfoques innovadores para la protección de los cultivos.
Más información: Qiaojia Lu et al., El reloj circadiano es crucial para la patogénesis fúngica al regular la respuesta a la inanición de zinc y el metabolismo secundario, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.ads1341
