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El virus causante de enfermedades manipula las plantas de cultivo para favorecer su vector


El virus que causa la enana amarilla de cebada, la enfermedad más extendida de los cultivos de cereales, manipula su planta huésped y el vector de insectos para promover su propia supervivencia, según un equipo internacional de investigadores. 


por la Universidad Estatal de Pensilvania


El grupo descubrió que el virus eleva la temperatura de sus plantas huésped junto con la tolerancia al calor de sus vectores de pulgones para crear regiones en las plantas donde los pulgones pueden alimentarse libres de insectos competidores. Los hallazgos podrían tener implicaciones para la salud de los cultivos a medida que el clima global se calienta.

«Los efectos de los virus en la biología térmica de los vectores pueden ser de particular interés a la luz del clima global», dijo Mitzy Porras, erudito postdoctoral, Penn State. «Algunas especies pueden tener más éxito en condiciones de calentamiento, y esto plantea preguntas urgentes sobre qué vectores de insectos enfrentarán y cómo afectarán a las comunidades ecológicas y nuestros cultivos alimentarios».

Para investigar los efectos de BYDV en la tolerancia térmica de los pulgones, el equipo utilizó dos cepas de BYDV y dos especies de pulgones: BYDV-PAV, que se transmite por Rhopalosiphum padi y BYDV-RMV, que se transmite por una especie de pulgones competidora más grande Rhopalosiphum maidis.

«Descubrimos que, en ausencia de competencia, ambas especies de pulgones preferían los tallos en las secciones más bajas y frías de las plantas, incluso cuando estaban infectadas con BYDV», dijo Porras. «Pero cuando ambas especies de pulgones estaban presentes, el R. padi más pequeño pudo moverse a las hojas superiores de las plantas donde hacía más calor».

Los hallazgos aparecieron el 4 de marzo en Nature Communications .

Al observar más de cerca las tolerancias térmicas de cada una de las especies de pulgones, los científicos colocaron a los insectos, con y sin virus, en una configuración de temperatura máxima y aumentaron lentamente la temperatura hasta que los pulgones dejaron de moverse. Registraron la temperatura máxima como el punto en que los pulgones se voltearon y ya no pudieron regresar a una posición erguida. Luego, regresaron los pulgones a sus plantas para recuperarse. Descubrieron que cuando R. padi estaba infectado con el virus , toleraba temperaturas más altas que sin el virus, y también toleraba temperaturas más altas que R. maidis.

El virus causante de enfermedades manipula las plantas de cultivo para favorecer su vector
Rhopalosiphum padi Crédito: Nick Sloff, Penn State

Un análisis adicional proporcionó evidencia adicional de que BYDV influye en la tolerancia térmica de R. padi. Reveló una mayor expresión de tres genes de proteínas de choque térmico cuando R. padi fue infectado con el virus.

«Esta tolerancia térmica mejorada, que se asoció con una mayor expresión de tres genes de proteínas de choque térmico, permitió a los pulgones ocupar las regiones más altas y más cálidas de las plantas huésped infectadas cuando se desplazan de las regiones de plantas más frías por la competencia con la especie de pulgón más grande, R. maidis «, dijo Edwin Rajotte, profesor de entomología. «En otras palabras, el virus aumentó la aptitud del vector, junto con sus propias posibilidades de ser adquirido y transmitido a las nuevas plantas huésped».

Luego, el equipo utilizó imágenes térmicas infrarrojas para examinar los impactos de los virus en las temperaturas de las plantas de trigo. Descubrieron que la infección por BYDV-PAV aumentó la temperatura de las superficies de los tallos y las hojas de 2 a 3 ° C, mientras que no se observaron efectos similares para la infección por BYDV-RMV.

El virus causante de enfermedades manipula las plantas de cultivo para favorecer su vector
Rhopalosiphum padi Crédito: Nick Sloff, Penn State

«Considerando todos estos datos juntos, mostramos por primera vez que una infección viral puede aumentar tanto la temperatura de la planta huésped como la tolerancia al calor del vector, y que estos cambios permiten que ciertos pulgones ocupen regiones más altas y cálidas de las plantas huésped infectadas. cuando es desplazado de regiones más frías por la competencia con las especies de pulgones más grandes «, dijo Porras.


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