Un estudio de la Universidad de Shinshu cuestiona la idea de que la melanina sea indispensable para que los hongos de la antracnosis penetren los tejidos vegetales
Redactor: Luis Ortega
Editor: Eduardo Schmitz
Investigadores de la Universidad de Shinshu, en Japón, descubrieron que los hongos del género Colletotrichum, responsables de enfermedades conocidas como antracnosis, pueden utilizar al menos tres rutas diferentes para penetrar los tejidos de las plantas. El hallazgo modifica una explicación aceptada durante años sobre el proceso de infección y podría orientar nuevas estrategias de protección de cultivos.
El equipo, dirigido por el profesor asociado Hiroki Irieda, comprobó que algunas especies pueden invadir una planta sin producir melanina en sus estructuras de penetración. Esta capacidad contradice la idea de que la pigmentación de esas estructuras sea siempre un requisito para iniciar la enfermedad.
La investigación combinó análisis genéticos, microscópicos, fisiológicos y evolutivos en distintas especies de Colletotrichum. Sus resultados fueron publicados el 27 de junio de 2026 en la revista Nature Communications.
La antracnosis amenaza numerosos cultivos agrícolas
Los hongos del género Colletotrichum pueden provocar lesiones oscuras, hundidas y progresivas en hojas, tallos, flores y frutos. Las enfermedades que ocasionan afectan numerosos sistemas agrícolas y pueden reducir el rendimiento, deteriorar la calidad comercial y aumentar las pérdidas posteriores a la cosecha.
Entre los cultivos susceptibles se encuentran frutas, hortalizas, leguminosas y cereales. La gravedad de la infección depende de la especie del patógeno, el hospedador, la humedad, la temperatura y las condiciones de manejo presentes en cada explotación.
La diversidad genética de estos hongos constituye una dificultad para el control. Algunas variedades vegetales pueden mostrar resistencia frente a determinadas cepas, pero resultar vulnerables ante otras. Esta variabilidad ha sido observada también en los esfuerzos para fortalecer el sorgo frente a la antracnosis mediante genes de resistencia capaces de mantenerse activos bajo temperaturas elevadas.
Conocer exactamente cómo el patógeno penetra en los tejidos es importante porque las primeras etapas de la infección representan posibles objetivos para fungicidas, variedades resistentes y medidas preventivas.
Los apresorios concentran la fuerza necesaria para penetrar
La explicación convencional señalaba que los hongos de la antracnosis y el organismo causante del añublo del arroz compartían una estrategia común. Ambos producen estructuras especializadas llamadas apresorios sobre la superficie vegetal.
En numerosas especies, el apresorio acumula melanina en su pared. Esta capa ayuda a retener sustancias que generan una elevada presión interna. El hongo utiliza posteriormente esa fuerza para impulsar una estructura de penetración a través de la cutícula y la pared exterior de la planta.
Este mecanismo, denominado entrada mediada por apresorios melanizados, fue considerado durante años como la vía predominante para las especies de Colletotrichum. La melanización llegó a interpretarse como un paso esencial para que el patógeno pudiera invadir.
El mismo principio ha sido estudiado en Magnaporthe oryzae, el hongo responsable del añublo o piriculariosis del arroz, una enfermedad para la cual se han identificado procesos de penetración que podrían convertirse en objetivos de nuevos fungicidas.
Una cepa inesperada rompió la regla de la melanización
El estudio comenzó cuando los investigadores encontraron una cepa de Colletotrichum que seguía infectando plantas pese a ser tratada con sustancias destinadas a inhibir la producción de melanina.
La observación llevó al equipo a preguntarse si la melanización era realmente indispensable en todas las especies o si algunos hongos podían ejercer suficiente fuerza mediante otra estructura o proceso celular.
Para comprobarlo, los científicos utilizaron inhibidores de la biosíntesis de melanina y mutantes incapaces de producir el pigmento. Después observaron la formación de los apresorios y la penetración en plantas hospedadoras mediante microscopía de alta resolución.
También emplearon ejemplares de Arabidopsis thaliana con defensas inmunitarias debilitadas. Este modelo permitió diferenciar si un hongo no conseguía entrar por una limitación mecánica o si la planta lograba detenerlo mediante su respuesta defensiva.
Algunos hongos invaden mediante apresorios sin melanina
Los experimentos confirmaron una ruta de infección que el equipo denominó entrada mediada por apresorios no melanizados. En este mecanismo, el hongo forma el apresorio, pero consigue atravesar el tejido vegetal sin desarrollar la capa oscura considerada indispensable en el modelo tradicional.
La importancia de la melanina varió entre las especies examinadas. Algunos hongos dependieron de ella para penetrar, mientras que otros mantuvieron su capacidad infecciosa cuando la producción del pigmento fue bloqueada.
Determinadas cepas lograron además iniciar la invasión antes de que sus apresorios alcanzaran una melanización completa. Esto indica que el momento en que se produce el pigmento tampoco es uniforme entre los distintos linajes.
Los análisis evolutivos mostraron que varias especies capaces de utilizar esta ruta se concentran en determinados grupos de Colletotrichum. El patrón sugiere que la independencia respecto de la melanina no es una anomalía aislada, sino una adaptación presente en parte de la diversidad del género.
Una tercera vía utiliza directamente la punta de las hifas
Además de las rutas basadas en apresorios melanizados y no melanizados, los investigadores volvieron a identificar una estrategia en la que el hongo penetra mediante la punta de una hifa.
Las hifas son los filamentos que forman el cuerpo vegetativo del hongo. En esta modalidad, la invasión no depende de un apresorio convencional, sino del extremo del filamento que entra directamente en el tejido vegetal.
La coexistencia de las tres estrategias demuestra que los hongos fitopatógenos disponen de una capacidad de adaptación mayor de la que se atribuía al grupo. Una misma clasificación de enfermedad puede incluir organismos que penetran por mecanismos moleculares y físicos diferentes.
Esta flexibilidad ayuda a comprender por qué una medida eficaz contra una especie o cepa puede ofrecer resultados limitados frente a otra, incluso cuando ambas provocan síntomas semejantes en los cultivos.
Los inhibidores de melanina podrían no controlar todas las cepas
Uno de los efectos prácticos del hallazgo es que bloquear la síntesis de melanina no necesariamente impedirá la infección de todos los hongos de la antracnosis.
Los tratamientos dirigidos exclusivamente a ese proceso podrían ser eficaces contra las especies que dependen de apresorios melanizados, pero dejar margen para que otros linajes penetren mediante estructuras sin pigmento o a través de la punta de sus hifas.
Esto no significa que los inhibidores de melanina carezcan de utilidad. El estudio indica que su eficacia debe evaluarse según la especie, la cepa y la ruta de entrada dominante en cada interacción entre el patógeno y el cultivo.
La necesidad de contar con distintos modos de acción también adquiere relevancia ante el aumento de la resistencia de los hongos a los fungicidas, un proceso que puede reducir gradualmente las opciones disponibles para proteger las cosechas.
La defensa vegetal también influye en el éxito de la infección
La capacidad mecánica para atravesar la superficie no es el único factor que determina si aparece la enfermedad. Una vez dentro del tejido, el hongo debe obtener nutrientes, adaptarse al ambiente celular y evitar o suprimir las respuestas inmunitarias de la planta.
Los resultados obtenidos con plantas inmunodeficientes mostraron que algunas rutas de penetración pueden quedar ocultas cuando las defensas del hospedador son suficientemente eficaces para bloquear al patógeno.
Por ello, una cepa que parece incapaz de infectar una variedad resistente podría conservar la capacidad física de penetración, pero fracasar durante las etapas posteriores debido a la respuesta inmunitaria vegetal.
Esta diferencia es importante para los programas de mejoramiento. Una resistencia duradera debería considerar tanto la barrera exterior como los mecanismos que reconocen y limitan al hongo después de la entrada.
El descubrimiento amplía los objetivos para proteger las cosechas
La identificación de varias rutas permite buscar puntos débiles distintos de la melanización. Entre los posibles objetivos se encuentran la formación del apresorio, la generación de presión interna, la organización de las hifas, la adhesión a la superficie y las moléculas que facilitan la ruptura de las barreras vegetales.
También podrían investigarse genes de los cultivos capaces de reconocer componentes compartidos por las diferentes estrategias de invasión. Una defensa dirigida contra una función común tendría mayores posibilidades de actuar frente a varios linajes del patógeno.
Los científicos ya han descrito proteínas y moléculas empleadas por distintos hongos para colonizar a sus hospedadores. Un trabajo anterior sobre un mecanismo compartido por hongos causantes de enfermedades mostró que determinados componentes de la infección podrían servir para diseñar cultivos con resistencia más amplia.
El nuevo estudio añade otra dimensión: antes de actuar dentro de la planta, los patógenos pueden escoger rutas físicamente distintas para superar la superficie.
El avance todavía no constituye un tratamiento para el campo
La investigación explica mecanismos biológicos de infección, pero no presenta un nuevo fungicida, una variedad comercial resistente ni una recomendación inmediata para modificar los programas fitosanitarios.
Los experimentos se realizaron en condiciones controladas con diferentes especies del hongo y plantas utilizadas como hospedadores o modelos de laboratorio. Será necesario comprobar cómo influyen la humedad, la temperatura, el estado del cultivo y otros factores presentes en las explotaciones agrícolas.
También deberá determinarse qué rutas predominan en las especies responsables de las mayores pérdidas comerciales y si un mismo patógeno puede cambiar de estrategia bajo presión ambiental o química.
Para los productores, las medidas disponibles continúan basándose en la prevención, el uso de material vegetal sano, la eliminación de residuos infectados, el manejo de la humedad, la rotación cuando sea agronómicamente viable y la aplicación responsable de productos autorizados.
Comprender al patógeno mejora el manejo integrado de enfermedades
La antracnosis puede permanecer en restos vegetales, semillas, frutos afectados y tejidos infectados. Las salpicaduras de lluvia y el agua de riego pueden trasladar las esporas hacia órganos sanos, especialmente bajo condiciones cálidas y húmedas.
El monitoreo temprano es esencial porque algunas infecciones comienzan antes de que aparezcan síntomas visibles. En cultivos como las lentejas, por ejemplo, el control depende en gran medida de reconocer el riesgo y aplicar las medidas correspondientes en el momento adecuado, como muestra la experiencia sobre el manejo de la antracnosis en plantaciones de lentejas.
La confirmación de varias rutas de entrada refuerza la necesidad de un manejo integrado que no dependa de un único producto o mecanismo. Combinar resistencia genética, vigilancia, prácticas culturales y fungicidas con diferentes modos de acción reduce la presión sobre cada herramienta.
El trabajo de la Universidad de Shinshu redefine la infección por Colletotrichum como un proceso diverso. Para la sanidad vegetal, reconocer esa diversidad es un paso necesario para desarrollar controles capaces de responder a patógenos que evolucionan y modifican sus estrategias de invasión.
Fuentes referenciales:
Phys.org
Nature Communications
