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Genoma secuenciado para patógeno de calabaza molesto

Genoma secuenciado para patógeno de calabaza molesto
Investigadores de la Universidad de Illinois, incluidos Rikky Rai (en la foto) y Sarah Hind, han secuenciado el genoma de la bacteria que causa la enfermedad de las manchas bacterianas en la calabaza, una enfermedad económicamente devastadora. Crédito: Montgomery Flack

Los cultivadores de calabazas temen las pequeñas costras bronceadas que se forman en su fruta, cada lesión es un signo revelador de la enfermedad bacteriana. 


por Lauren Quinn, Universidad de Illinois en Urbana-Champaign


Las motas no solo estropean la pulpa de la fruta, sino que proporcionan puntos de entrada para hongos que inducen la pudrición y otros patógenos que pueden destruir calabazas y otras cucurbitáceas de adentro hacia afuera. De cualquier manera, los agricultores pagan el precio y los rendimientos comercializables se reducen hasta en un 90%.

A pesar de la gravedad de la enfermedad , los científicos no saben mucho sobre la genética del patógeno que la causa; Casi toda la información molecular requerida para pruebas de diagnóstico precisas y tratamientos dirigidos falta para la enfermedad.

En un nuevo estudio, los científicos de la Universidad de Illinois, con la ayuda de dos estudiantes universitarios, reunieron el primer genoma completo de la bacteria que causa la enfermedad, Xanthomonas cucurbitae, e identificaron genes que se activan durante la infección.

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«Reunir un genoma circular completo significa que ahora tenemos los recursos para comprender mejor lo que está sucediendo en el campo. Podemos usar esta información para observar cómo se está propagando el patógeno, si existen diferencias en la especificidad del hospedador entre subpoblaciones o cepas, o qué probabilidad hay de desarrollar resistencia a los controles químicos «, dice Sarah Hind, profesora asistente en el Departamento de Ciencias de los Cultivos de Illinois y autora principal del estudio de fitopatología .

Después de secuenciar el genoma, el grupo de Hind lo comparó con genomas de otras 12 especies de Xanthomonas que causan enfermedades en una variedad de plantas de cultivo como tomate, arroz, cítricos y trigo. Sorprendentemente, dada su inclinación por causar estragos en el campo, Xanthomonas cucurbitae tenía el genoma más pequeño y tenía menos genes conocidos por ser importantes para que otras especies de Xanthomonas causen enfermedades.

«Como este patógeno carece de muchos de los genes de virulencia conocidos (es decir, causantes de enfermedades), no sabemos exactamente qué genes necesita el patógeno para infectar las plantas de cucurbitáceas», dice Hind. «Podría ser algo que nunca antes habíamos visto, como un nuevo gen o un mecanismo que evolucionó en esta especie y que no se ve en el resto de la familia. Eso podría ser muy emocionante».

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Para acercarse a una respuesta, el equipo de investigación cultivó la bacteria en un medio líquido que imitaba el entorno de su huésped e identificó más de 400 genes cuya expresión se alteró cuando el patógeno interactuó con su «huésped». En particular, observaron un aumento de la expresión de genes de enzimas relacionadas con la descomposición de los tejidos vegetales, que son clave para un mayor desarrollo de la enfermedad.

Si el equipo de Hind puede aprender más sobre estos factores y cómo las cucurbitáceas responden a ellos, puede haber una manera de evitar que las bacterias penetren en las frutas de calabaza en primer lugar. «Eso realmente salvaría a los agricultores», dice. «No les importa tanto cuando se pone en contacto con las hojas, pero si infecta la fruta, están en problemas».

Hind agrega: «Este proyecto no hubiera sido posible sin las contribuciones de algunos estudiantes universitarios realmente talentosos . Nos encanta que los estudiantes participen en nuestra investigación. Aportan un sentido de entusiasmo y entusiasmo, así como ideas realmente creativas, al laboratorio. eso sería difícil de generar de otra manera «.

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Aunque ambos estudiantes se graduaron, vea a los nuevos estudiantes de Crop Sciences contribuyendo a otros proyectos de calabaza de Hind en este video. Los estudiantes de secundaria y de transferencia pueden obtener más información sobre los cursos de Ciencias de los cultivos en línea.




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