Los científicos han descubierto que el calcio desempeña un papel importante en el aumento de la resistencia de las plantas de patata a la bacteriosis parda viscosa, también llamada podredumbre parda o marchitez bacteriana. Esta enfermedad causa pérdidas de 19 mil millones de dólares al año en patatas en todo el mundo.
El complejo de especies Ralstonia solanacearum (RSSC) es un grupo fitopatógeno de bacterias que causan marchitez bacteriana en varios cultivos al atacar los vasos sanguíneos de las plantas y provocar que se obstruyan y posteriormente provoquen la muerte de las plantas. En Rusia, la pudrición bacteriana parda de las patatas es un objeto de cuarentena.
“Nuestro grupo de investigación ha estado estudiando el patosistema de la papa Ralstonia solancearum durante muchos años , con un enfoque particular en el desarrollo de variedades de papa que sean resistentes al marchitamiento bacteriano”, dijo la coautora del estudio María Inés Siri, Ph.D., de la Departamento de Ciencias Biológicas de la Universidad de la República en Montevideo, Uruguay.
Patosistemas como este son subsistemas de ecosistemas que se definen específicamente por el parasitismo, donde un parásito es cualquier especie que pasa una parte importante de su vida habitando y obteniendo nutrientes de un huésped. Seery dice que hasta ahora no se ha estudiado la relación entre el ionoma de la planta de papa (composición de minerales y oligoelementos) y el nivel de resistencia a RSSC.
En el nuevo estudio, los científicos comenzaron a trabajar utilizando genotipos de plantas de papa con diferentes niveles de resistencia al marchitamiento bacteriano. Este enfoque proporcionó información sobre cómo los diferentes niveles de resistencia natural de las plantas pueden estar relacionados con su composición mineral.
Los investigadores evaluaron el contenido mineral de diferentes partes de la planta de papa, como la savia del xilema, las raíces, los tallos y las hojas, centrándose en la relación entre estos minerales, especialmente el calcio, y la resistencia de la planta al marchitamiento bacteriano.
Tras esta evaluación de minerales, los científicos examinaron los efectos del calcio en varios aspectos relacionados con la virulencia del patógeno, incluida su tasa de crecimiento, su capacidad para formar biopelículas y su motilidad.
También evaluaron los efectos del calcio en el aumento de la resistencia de las plantas a través de ensayos controlados, proporcionando una visión integral de cómo la suplementación con calcio podría potencialmente fortalecer las defensas de las plantas de papa contra la pudrición parda.
El equipo encontró una relación positiva entre la concentración de calcio y el nivel de resistencia de los genotipos de papa al marchitamiento bacteriano. También determinaron que agregar calcio a las patatas podría reducir significativamente la tasa de crecimiento del patógeno e impactar negativamente su capacidad para formar biopelículas y migrar, que son fundamentales para su virulencia y capacidad de causar enfermedades.
“Nuestros resultados son un punto de partida para futuros trabajos interesantes. Planeamos ampliar nuestra comprensión de cómo el calcio influye en el patosistema a nivel transcriptómico, incluidos los mecanismos de defensa de las plantas y la virulencia de los patógenos. También pretendemos estudiar el papel del microbioma vegetal en la resistencia y desarrollar estrategias prácticas de manejo de campo que incluyan la fertilización con calcio”, dijo Seery.
Este es el primer estudio que utiliza cámaras de microfluidos para monitorear el crecimiento de patógenos y la formación de biopelículas en condiciones que imitan el sistema vascular de la planta, dijo. Este enfoque innovador proporcionó información valiosa sobre cómo la suplementación con calcio puede interferir con la capacidad del patógeno para formar biopelículas, un factor clave en su virulencia.
“Además, este avance metodológico no se limita sólo a nuestro estudio actual, sino que también abre perspectivas para futuras investigaciones sobre este importante patógeno vascular. Al ofrecer una nueva herramienta para la observación y el análisis detallados, nuestro enfoque se puede utilizar en investigaciones futuras para desentrañar las complejidades de las interacciones entre plantas y patógenos y explorar nuevas estrategias de control de enfermedades”, concluyó.
El estudio fue publicado en la revista Applied and Environmental Microbiology.
Fuente: Microbiología Aplicada y Ambiental.
