Los nematodos son pequeños gusanos redondos ubicuos que infectan las raíces de las plantas, causando más de $ 100 mil millones en daños a los cultivos en todo el mundo cada año. 

por el Instituto Boyce Thompson

Una nueva investigación ha encontrado que las plantas manipulan las feromonas de los gusanos para repeler las infestaciones, proporcionando información sobre cómo los agricultores pueden combatir estas plagas.

Dirigido por el miembro de la facultad del Instituto Boyce Thompson Frank Schroeder, el grupo estudió un grupo de productos químicos llamados ascarósidos, que los gusanos producen y secretan para comunicarse entre sí. Como se describe en un artículo publicado en Nature Communications el 10 de enero, los investigadores han demostrado que las plantas también «hablan» a los nematodos al metabolizar los ascarósidos y segregar los metabolitos en el suelo.

«No es solo que la planta pueda ‘sentir’ u ‘oler’ un nematodo «, dijo Schroeder. «Es que la planta aprende un idioma extranjero y luego transmite algo en ese idioma para difundir propaganda de que ‘este es un mal lugar’. Las plantas se meten con el sistema de comunicaciones de los nematodos para alejarlos».

El estudio se basó en el trabajo previo del equipo que muestra que las plantas reaccionan al ascr # 18, el ascarosido predominante secretado por los nematodos que infectan a las plantas, al reforzar sus propias defensas inmunes, protegiéndolas así contra muchos tipos de plagas y patógenos.

En esos estudios anteriores, «también vimos que cuando se administra el ascr # 18 a las plantas, el químico desaparece con el tiempo», según el autor principal Murli Manohar, investigador asociado de BTI.

Esa observación, junto con la literatura publicada que sugiere que las plantas podrían modificar los metabolitos de las plagas, llevó al equipo a plantear la hipótesis de que «las plantas y los nematodos interactúan a través de la señalización de moléculas pequeñas y alteran los mensajes de los demás», dijo Schroeder.

Para investigar esa idea, el equipo trató tres especies de plantas —Arabidopsis, trigo y tomate — con ascr # 18 y comparó compuestos encontrados en plantas tratadas y no tratadas. Identificaron tres metabolitos del ascr # 18, el más abundante de los cuales fue el ascr # 9.

Los investigadores también encontraron que Arabidopsis y las raíces de tomate secretaban los tres metabolitos en el suelo, y que una mezcla de 90% de ascr # 9 y 10% de ascr # 18 agregado al suelo alejó a los nematodos de las raíces de la planta, reduciendo así la infección.

El equipo planteó la hipótesis de que los nematodos en el suelo perciben la mezcla como una señal, enviada por plantas ya infectadas con nematodos, para «desaparecer» y evitar la sobrepoblación de una sola planta. Los gusanos pueden haber evolucionado para secuestrar el metabolismo de las plantas para enviar esta señal. Las plantas, a su vez, pueden haber evolucionado para alterar la señal para aparecer lo más infectados posible, engañando a los posibles invasores.

«Esta es una dimensión de su relación que nadie ha visto antes», dijo Manohar. «Y las plantas pueden tener tipos similares de comunicación química con otras plagas».

Aunque la mezcla de ascr # 9 y ascr # 18 podría servir como un protector de cultivos, Schroeder dijo que no debería haber detrimento del uso de ascr # 18 en los cultivos, como se describe en la investigación anterior del equipo.

«Ascr # 18 prepara principalmente a la planta para que responda más rápida y fuertemente a un patógeno, en lugar de inducir completamente la respuesta defensiva en sí misma», dijo. «Por lo tanto, no debería haber ningún costo para la planta en términos de crecimiento reducido, rendimiento u otros problemas».

El equipo también demostró que las plantas metabolizan el ascr # 18 a través de la vía de oxidación β peroxisomal, un sistema conservado en muchas especies de plantas.

«Este artículo descubre una interacción antigua», dijo Schroeder. «Todos los nematodos producen ascarósidos, y las plantas han tenido millones de años para aprender a manipular estas moléculas».

Agregó: «Las plantas no son cosas verdes pasivas. Son participantes activos en un diálogo interactivo con el entorno y continuaremos descifrando este diálogo».

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