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Los áfidos usan la vista para evitar las bacterias mortales, podrían conducir al control de plagas


De acuerdo con un nuevo estudio de la Universidad de Cornell publicado en Current Biology, los áfidos del guisante, una plaga agrícola grave, tienen la capacidad de ver y evitar una bacteria común que mata áfidos en las hojas de las plantas .


Krishna Ramanujan, Cornell University

Los áfidos del guisante carecen de genes de respuesta inmunitaria, lo que los hace altamente susceptibles a las infecciones. En el laboratorio, murieron todos los pulgones que se infectaron con cepas virulentas de la bacteria . Compensan su deficiencia inmunológica al reproducirse en grandes cantidades, pero aún pueden morir a causa de una infección bacteriana a un ritmo elevado.

Resulta que las bacterias ( Pseudomonas syringae ), y todos los miembros del género Pseudomonas, contienen compuestos llamados pioydina, que se unen al hierro, pero también fluorescen en la luz ultravioleta (UV), longitudes de onda que existen en la luz solar. Además, los áfidos del guisante pueden distinguir la luz azul-verde única que emiten las cepas virulentas de P. syringae.

Los hallazgos tienen implicaciones para el control de plagas. Por ejemplo, los agricultores orgánicos podrían esparcir pyoverdine o P. syringae virulentas en las hojas para disuadir a los pulgones de los guisantes, aunque se necesitan más estudios para probar la efectividad de estas estrategias.

«Los áfidos son vectores de enfermedades de las plantas, transfieren enfermedades virales, y ese es uno de sus mayores impactos económicos», dijo Tory Hendry, profesor asistente de microbiología en la Universidad de Cornell y uno de los autores principales del artículo. «Para empezar, evitar que los áfidos se asienten en las plantas podría tener un gran impacto en la transmisión viral».

Mientras que el estudio de los efectos de las bacterias en los áfidos, Hendry y sus colegas notaron áfidos raramente comer una savia artificial con virulenta P. syringae mezclados. Más pruebas revelaron los áfidos, cuando la elección de alimentos dados, evitan sistemáticamente la alimentación cuando virulenta P. syringaeestaba en los alimentos.

Usando hojas de haba, que tienen dos hojuelas separadas por tallos, los investigadores pintaron una hoja con una solución mezclada con bacterias y la otra sin bacterias, como control. Probaron diferentes cepas de bacterias, algunas benignas, otras virulentas.

Cuando los pulgones del guisante se liberaron en la base de las plantas, prefirieron las hojas de control y evitaron las hojas con algunas cepas bacterianas. «Se correlacionó con la virulencia; evitaron las cepas más virulentas y no las menos», dijo Hendry.

Estudios previos de áfidos habían demostrado que exhibían preferencias de color, y una investigación previa mostró que las especies bacterianas en el género Pseudomonas son fluorescentes. «Eso me hizo pensar que tal vez la visión es importante, podríamos realizar ensayos y realmente hacerlos en la oscuridad», dijo Hendry.

El equipo realizó pruebas similares con plástico que bloquea la luz UV y los áfidos se alimentaron normalmente de todas las hojas, incluidas las que tienen bacterias mortales. En otro experimento, los investigadores usaron una forma mutante de P. syringae virulenta que no produce el compuesto fluorescente, la piroidina. Los pulgones del guisante comían de las hojas cargadas de bacterias y murieron. Más experimentos, utilizando diferentes diseños para probar si los áfidos evitaron las bacterias mortales fluorescentes, todos mostraron el mismo resultado.

El coautor, Russell Ligon, investigador postdoctoral en el Laboratorio de Ornitología de Cornell, que estudia ecología sensorial y modelado visual, tomó hojas con la bacteria P. syringae y midió la luz que se reflejaba en ellos para descubrir qué colores emitían. Sus investigaciones revelaron que las cepas bacterianas virulentas que los áfidos de los guisantes evitaban eran más azules que otras cepas más benignas , dentro de los rangos que los áfidos deberían ver en función de sus conos ópticos azul, verde y UV.

«Los colores que los pulgones son mejores para detectar realmente coinciden perfectamente con el color de la fluorescencia que producen las bacterias [virulentas]», dijo Hendry. «Es bastante loco que algo pueda ver bacterias en general. A los áfidos no se les considera visualmente agudos; no parecen ser tan brillantes. Esto es algo con lo que están muy en sintonía».

La investigación futura explorará si las bacterias o la piroidina por sí mismas disuaden a los áfidos de asentarse en las plantas. También planean estudiar la evolución de este rasgo observando diferentes especies de pulgones y cómo interactúan con la virulenta P. syringae . Los coautores incluyen a Rachel Fay, una ex alumna en el laboratorio de Hendry a través del programa de Experiencias de Investigación de Microbianos Amigos y enemigos para estudiantes de pregrado a través de Plant Pathology y Plant-Microbe Biology, mientras que ella estudió en la Universidad Estatal de Nueva York en Potsdam; Kevin Besler, ex tecnólogo de laboratorio en el laboratorio de Hendry; y Melanie Smee, una investigadora asociada postdoctoral.

Más información: Tory A. Hendry et al, Detección visual y evitación de bacterias patógenas por áfidos, Current Biology (2018). DOI: 10.1016 / j.cub.2018.07.073 

Referencia del diario: biología actual  

Proporcionado por: Cornell University


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