Científicos chinos han identificado dos genes clave responsables de la resistencia del sorgo a la striga, una planta parásita que causa pérdidas significativas en los cultivos.
por la Academia China de Ciencias
El avance, que también destaca el potencial de la IA para predecir los sitios clave de aminoácidos en los transportadores de estrigolactona (SL), podría tener amplias aplicaciones para mejorar la resistencia de las plantas parásitas en varios cultivos.
Este estudio, publicado en Cell , fue realizado por el equipo del profesor Xie Qi en el Instituto de Genética y Biología del Desarrollo de la Academia China de Ciencias, en colaboración con otras cinco instituciones.
La striga, también conocida como «hierba bruja», junto con otras plantas parásitas como la orobanche, depende de las plantas hospedantes para obtener nutrientes y agua, lo que afecta gravemente el rendimiento de los cultivos y los ecosistemas agrícolas. La striga por sí sola infesta más de 50 millones de hectáreas de tierras agrícolas en África, causando pérdidas económicas anuales de 1.500 millones de dólares y afectando a más de 300 millones de personas.
En China, la Striga se encuentra en regiones como Guangdong y Yunnan, mientras que el Orobanche representa una amenaza para cultivos como los girasoles y los tomates en Mongolia Interior y Xinjiang.
El sorgo es una de las plantas susceptibles a la infestación por Striga. Las raíces del sorgo liberan SL, una clase de hormonas vegetales que ayudan a reclutar hongos micorrízicos para la absorción de nutrientes. Desafortunadamente, las semillas de Striga latentes en el suelo detectan estas señales de SL, que desencadenan la germinación de Striga y la posterior infestación de la planta huésped.
En este estudio, los investigadores analizaron datos del transcriptoma de raíces de sorgo en condiciones de deficiencia de fósforo y tratamiento con estrigolactona (SL) por separado.
Los científicos identificaron dos genes transportadores de SL de la familia ABCG: Sorghum bicolor SL transporter 1 (SbSLT1) y Sorghum bicolor SL transporter 2 (SbSLT2). Determinaron que las proteínas SbSLT1 y SbSLT2 controlan el eflujo de SL y la eliminación de los genes asociados inhibe la secreción de SL. En estas condiciones, Striga no puede germinar e infectar al huésped.
Las predicciones basadas en IA identificaron además un residuo de fenilalanina conservado que es fundamental para el transporte de SL. Este residuo se encuentra no solo en el sorgo, sino también en transportadores de SL en otros cultivos monocotiledóneos como el maíz, el arroz y el mijo, así como en cultivos dicotiledóneos como los girasoles y los tomates, lo que sugiere un mecanismo conservado en todas las especies.
Experimentos de biología molecular y biología celular demuestran la función clave de este residuo.
Los ensayos de campo realizados en áreas propensas a la Striga mostraron que el sorgo con genes SbSLT1 y SbSLT2 eliminados exhibió tasas de infestación entre un 67 y un 94 % menores y una pérdida de rendimiento entre un 49 y un 52 % menor. Estos hallazgos ofrecen valiosos recursos genéticos y apoyo técnico para el mejoramiento de variedades de sorgo resistentes a la Striga .
Los investigadores destacan que el descubrimiento de SbSLT1 y SbSLT2 podría proporcionar herramientas cruciales para combatir las plantas parásitas, abordando potencialmente los desafíos de seguridad alimentaria en países gravemente afectados por plantas parásitas, especialmente países africanos y asiáticos, contribuyendo así a la paz y la estabilidad regionales.
Las investigaciones futuras se centrarán en validar estos genes en cultivos como el maíz, el tomate y el mijo, con el objetivo de avanzar en la comercialización de cultivos resistentes a Striga.
Más información: Resistencia al parasitismo de Striga mediante la reducción de la exudación de estrigolactona, Cell (2025). DOI: 10.1016/j.cell.2025.01.022 . www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)00086-8
