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Proyecto revela que la luz puede alterar el crecimiento de hongos


La investigación básica muestra que diferentes longitudes de onda pueden alterar la patogenicidad de la mancha de trigo


Los científicos del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) del USDA han puesto el foco en un hongo que causa una de las peores enfermedades del trigo en el mundo. Descubrieron que los hongos pueden sentir la luz y alteran la expresión de sus genes según el color de la luz.

“La mancha de Septoria tritici es una enfermedad importante del trigo que causa millones de dólares en pérdidas de cultivos en todo el mundo cada año”, dijo Stephen Goodwin , patólogo de plantas en la unidad de Investigación de Producción de Cultivos y Control de Plagas mantenido por el ARS en West Lafayette, IN. «Una mejor comprensión de la biología básica del hongo que causa esta enfermedad podría conducir a mejores métodos para reducir las pérdidas en el futuro».

Los científicos saben desde hace mucho tiempo que las plantas, los animales y muchos hongos pueden sentir y responder a la luz, pero no se sabe casi nada acerca de si el hongo que causa la mancha de septoria tritici tiene esta capacidad. Para probar si ese hongo ( Zymoseptoria tritici ) puede detectar y responder a diferentes longitudes de onda de luz, el equipo de Goodwin cultivó cultivos bajo luces blancas, azules y rojas y los comparó con cultivos de control que crecieron en la oscuridad.

Los resultados de las pruebas mostraron grandes diferencias en la expresión génica entre los tratamientos, lo que demuestra que el hongo puede sentir y mostrar diferentes respuestas según la longitud de onda de la luz.

“Se sabe que algunos de los genes con fuertes respuestas son importantes para la patogenicidad del trigo, lo que indica que la luz podría ser importante para el proceso de infección”, dijo Goodwin. “Muchos de los genes involucrados no tienen una función conocida, por lo que se desconoce la naturaleza completa de las respuestas. Pero saber que la luz es importante para la biología de este hongo podría ayudar a guiar el desarrollo de métodos mejorados para el control de enfermedades en el futuro”.

La mancha de Septoria tritici afecta a la mayoría de las áreas de producción de trigo en todo el mundo, dijo Goodwin. “Los genes de resistencia y los fungicidas pueden controlar las enfermedades, pero el hongo puede evolucionar rápidamente para superarlas, por lo que siempre se necesitan nuevos métodos. Saber que el hongo puede sentir y responder a la luz proporciona otra área de su biología a la que podríamos apuntar para comprender los mecanismos de defensa del huésped y diseñar nuevos fungicidas”.

Según Goodwin, las pérdidas de cultivos por la mancha de Septoria tritici promedian un 3-5% por año en los Estados Unidos, pero son mucho mayores en Europa y África. En 2021, la pérdida de cultivos de trigo de EE. UU. por esta enfermedad se estimó en $ 357 millones; los productores en Europa perdieron alrededor de 720 millones de euros (alrededor de $ 800 millones) en 2015.

“Nuestro experimento fue el primer paso para comprender la fotobiología de este patógeno”, dijo Goodwin. «Ahora necesitamos experimentos de seguimiento para ver cómo se expresan estos genes en la planta y comprender mejor el momento de su expresión y su relación con el proceso de la enfermedad».

Goodwin cree que su experimento podría guiar futuras investigaciones. Específicamente, dijo, los científicos necesitan aprender cómo la luz afecta la expresión génica durante un ciclo de 24 horas, sobre la velocidad de la respuesta, cuánta exposición a la luz se requiere para desencadenar un cambio y qué proteínas actúan como receptores de luz y cómo transmitir señales para alterar la expresión génica.

“Aunque asumimos que era cierto, ahora es bueno tener pruebas de que este hongo puede sentir y responder a la luz”, explicó Goodwin. “La fotobiología de los hongos fitopatógenos no se comprende bien. La mayoría de la gente sabe que las plantas responden a la luz, pero probablemente no sepa que los hongos también se ven afectados por la luz, aunque no la usen para la fotosíntesis”. Por Scott Elliott , Oficina de Comunicaciones del ARS.



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