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Las plantas pueden evitar a los intermediarios y reconocer directamente los hongos que causan enfermedades

Las plantas pueden evitar a los intermediarios para reconocer directamente los hongos que causan enfermedades.
Los hongos que causan el mildiú polvoroso provocan manchas blancas en polvo en las plantas infectadas, lo que reduce el rendimiento de los cultivos. Crédito: Takaki Maekawa

Las enfermedades fúngicas denominadas colectivamente «mildiú polvoriento» afectan a una amplia gama de especies de plantas, incluidos los cereales de importancia agrícola como la cebada, y dan como resultado reducciones significativas en el rendimiento de los cultivos.


por Max Planck Society


Los hongos que causan el mildiú polvoriento entregan las llamadas moléculas efectoras dentro de las células vegetales, donde manipulan la fisiología y el sistema inmunológico del huésped. En respuesta, algunas plantas han desarrollado genes de resistencia (R), generalmente receptores inmunes intracelulares, que reconocen la infección al detectar los efectores del hongo, lo que a menudo conduce a la muerte de las células vegetales en el sitio del intento de infección para limitar la propagación del hongo. En la opinión predominante, el reconocimiento directo de los efectores por los receptores inmunes es un evento bastante raro en las interacciones planta-patógeno, sin embargo,

En las poblaciones de cebada, uno de los receptores del mildiú polvoriento, denominado locus a (Mla) del mildiú, ha experimentado una diversificación pronunciada, lo que ha dado lugar a un gran número de variantes de la proteína MLA con secuencias de ADN muy similares (> 90%). Esto sugiere una evolución conjunta con los efectores del mildiú polvoriento, pero la naturaleza de la relación evolutiva y las interacciones entre el receptor inmunitario y los efectores siguen sin estar claras.

Para abordar estas preguntas, Isabel Saur, Saskia Bauer y sus colegas del departamento de Paul Schulze-Lefert aislaron primero varios efectores de hongos del mildiú polvoroso recolectados en el campo. A excepción de dos, estas proteínas eran muy divergentes entre sí. Cuando los autores expresaron los efectores junto con los receptores MLA correspondientes, esto condujo a la muerte celular.no solo en la cebada sino también en las células de tabaco relacionadas lejanamente, lo que ya sugiere que no se requieren otras proteínas de cebada para el reconocimiento. Usando la bioluminiscencia como marcador de interacciones directas proteína-proteína, los científicos encontraron asociaciones específicas de pares efector-MLA en extractos de hojas de tabaco. De manera similar, un ensayo de interacción proteína-proteína en levadura también reveló interacciones solo de pares efector-MLA coincidentes. Estos resultados sugieren que las variantes del receptor de MLA altamente relacionadas con la secuencia detectan directamente efectores fúngicos no relacionados.

Las enfermedades de las plantas son una de las principales causas de pérdida de rendimiento en los cultivos. La transferencia de genes R de plantas entre especies es un enfoque potencialmente poderoso para generar cultivos resistentes a enfermedades. El descubrimiento de los autores de que múltiples variantes del mismo gen de resistencia son capaces de unirse a proteínas patógenas diferentes, también en especies de plantas lejanas, subraya el potencial de este enfoque y concuerda con el hallazgo anterior de que las versiones de trigo de Mla, Sr33 y Sr50, proporcionar resistencia a las enfermedades del aislado de roya del tallo Ug99, una de las principales amenazas para la producción mundial de trigo.

Paul Schulze-Lefert ve más aplicaciones interesantes en el horizonte: «Nuestro descubrimiento de que las interacciones directas receptor-efector están muy extendidas para los receptores MLA sugiere que puede ser factible diseñar de forma racional receptores sintéticos para detectar efectores patógenos que escapan a la vigilancia del sistema inmunológico de las plantas . «



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