Agricultura Canadá Cultivos y Semillas Enfermedades y Plagas

Los biólogos desarrollan una nueva defensa en la lucha contra las infecciones de cultivos


Un equipo de investigadores de la Universidad de Toronto ha probado con éxito una nueva estrategia para identificar recursos genéticos críticos para la batalla en curso contra los patógenos de las plantas, como bacterias, hongos y virus que infectan y destruyen los cultivos de alimentos en todo el mundo.


por la Universidad de Toronto


«Hasta un 40 por ciento del rendimiento mundial de los cultivos al año se pierde por plagas y patógenos como bacterias, virus y otros microorganismos que causan enfermedades», dijo David Guttman, profesor del Departamento de Biología Celular y de Sistemas (CSB) en el Universidad de Toronto y coautora de un estudio publicado en Science . «En Canadá, los patógenos de los cinco cultivos principales causan pérdidas anuales de aproximadamente CDN $ 3.2B, incluso sin brotes significativos».

Al centrarse en el arsenal casi ilimitado de genes asociados a enfermedades disponibles para los patógenos, y las defensas disponibles para las plantas, no solo descubrieron nuevas ideas sobre las formas en que las plantas sobreviven a los ataques implacables, sino que desarrollaron un plan que algún día podría usarse para proteger el salud de cualquier especie cultivada para la producción de alimentos.

«Queríamos saber cómo las plantas de vida relativamente larga se defienden contra los patógenos que causan enfermedades que evolucionan muy rápidamente, por qué la enfermedad es tan poco común incluso cuando las plantas están bajo el ataque continuo de estos patógenos altamente diversos, y por qué las especies de cultivos domesticados son mucho más susceptibles a los ataques de patógenos que las especies salvajes «, dijo Guttman.

Guttman y su compañero profesor de CSB Darrell Desveaux, quien dirigió el estudio, abordaron estas preguntas al preguntar específicamente cómo una sola planta es capaz de combatir los ataques de un patógeno de cultivo común, bacteriano. Lo hicieron al caracterizar primero la diversidad global de una clase importante de proteínas patógenas, llamadas efectores.

«Los efectores juegan un papel clave en la enfermedad, ya que evolucionaron para mejorar la capacidad de los patógenos para atacar e infectar a sus huéspedes. Afortunadamente, las plantas han desarrollado contradefensas en forma de receptores inmunes que pueden reconocer ciertos efectores», dijo Desveaux. «Una planta es capaz de montar una respuesta inmune ‘activada por un efector’ que generalmente detiene la infección, si porta un receptor inmune específico que reconoce un efector patógeno específico. Esta interacción efector-receptor se ha denominado resistencia gen por gen, y es la base de casi toda la cría de resistencia agrícola «.

El equipo comenzó secuenciando los genomas de aproximadamente 500 cepas de la bacteria Pseudomonas syringae ( P. syringae ), que causa enfermedades en casi todas las principales especies de cultivos.

«De estos genomas bacterianos identificamos aproximadamente 15,000 efectores de 70 familias distintas», dijo Guttman. «Luego redujimos esta complejidad al identificar 530 efectores que representan su diversidad global».

Luego, los investigadores hicieron sintetizar todos estos efectores representativos y colocarlos en una cepa particularmente dañina de P. syringae que causa enfermedades al infectar la planta Arabidopsis thaliana (A. thaliana), una hierba común ampliamente utilizada en estudios de biología vegetal. Al hacer infecciones con cada efector individual, vieron cuántos de los 530 efectores provocaron una respuesta inmune activada por efector que protegía a la planta.

Los resultados fueron inesperados.

«Descubrimos que más del 11% de los efectores provocaban una respuesta inmune, y que casi el 97% de todas las cepas de P. syringae portaban al menos un efector inmunitario», dijo Desveaux. «También identificamos nuevos receptores inmunes de plantas que reconocen estos efectores, y descubrimos que casi el 95% de todas las cepas de P. syringae pueden ser bloqueadas por solo dos receptores inmunes de A. thaliana».

Los resultados arrojan nueva luz sobre cómo las plantas sobreviven al incesante ataque de patógenos. También proporcionan un nuevo enfoque emocionante para identificar nuevos receptores inmunes de plantas, que es un recurso genético escaso en la cría agrícola.

«Si bien las especies de plantas silvestres tienen una gran variedad de receptores inmunes, la mayoría de las especies de cultivos domesticados han perdido gran parte de esta inmunodiversidad debido a la selección artificial intensiva», dijo Guttman. «Nuestro enfoque permite la identificación rápida de nuevos receptores inmunes en los parientes silvestres de los cultivos que luego se pueden trasladar a líneas agrícolas de élite mediante el mejoramiento tradicional, creando finalmente nuevas variedades con mayor capacidad para resistir los patógenos agrícolas «.


Leer más


1 COMMENTS

LEAVE A RESPONSE

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

Social Media Auto Publish Powered By : XYZScripts.com