Agricultura Asia pesticidas, plaguicidas, insecticidas y herbicidas

Un nuevo método de detección podría conducir a reemplazos basados ​​en microbios para plaguicidas químicos

pesticidas
Crédito: CC0 Public Domain

Las plantas han desarrollado mecanismos de inmunidad únicos que pueden activar al detectar la presencia de un patógeno. 


por la Universidad de Ciencias de Tokio


Curiosamente, la presencia de algunos microorganismos no patógenos también puede hacer que una planta active sus mecanismos de inmunidad sistémica, y algunos estudios han demostrado que el pretratamiento de cultivos agrícolas con microorganismos no patógenos que «activan la inmunidad» puede dejar los cultivos mejor preparados para combatir infecciones de patógenos. microorganismos. En efecto, esto significa que los microorganismos no patógenos que activan la inmunidad pueden funcionar como vacunas para las plantas, proporcionando un estímulo de bajo riesgo para el sistema inmunológico de la planta que la prepara para hacer frente a amenazas genuinas.

Sin embargo, antes de que el pretratamiento con microorganismos no patógenos pueda convertirse en una tecnología agrícola estándar, los científicos necesitan una forma de detectar la capacidad de los microorganismos para estimular el sistema inmunológico de las plantas sin dañarlas. Actualmente no existe un método sencillo para evaluar la capacidad de los microorganismos para activar el sistema inmunológico de las plantas. Los métodos convencionales implican el uso de plantas y microorganismos enteros, y esto inevitablemente hace que el cribado convencional sea un asunto costoso y que consume mucho tiempo. Para abordar este problema, el profesor asociado Toshiki Furuya y el profesor Kazuyuki Kuchitsu de la Universidad de Ciencias de Tokio y sus colegas decidieron desarrollar una estrategia de detección con células vegetales cultivadas. Una descripción de su método aparece en un artículo publicado recientemente enInformes científicos .

El primer paso en esta estrategia de detección consiste en incubar el microorganismo candidato junto con células BY-2, que son células de plantas de tabaco conocidas por sus tasas de crecimiento rápidas y estables. El siguiente paso es tratar las células BY-2 con criptogeína, que es una proteína secretada por microorganismos patógenos similares a hongos que pueden provocar respuestas inmunes de las plantas de tabaco. Una parte clave de las respuestas inmunitarias inducidas por criptogeína es la producción de una clase de sustancias químicas llamadas especies reactivas de oxígeno.(ROS), y los científicos pueden medir fácilmente la producción de ROS inducida por criptogeína y usarla como métrica para evaluar los efectos de los microorganismos no patógenos. En pocas palabras, un agente de pretratamiento eficaz aumentará los niveles de producción de ROS de las células BY-2 (es decir, hará que las células muestren una activación más fuerte del sistema inmunológico) en respuesta a la exposición a la criptogeína.

Para probar la viabilidad de su estrategia de detección, el Dr. Furuya y sus colegas utilizaron la estrategia en 29 cepas bacterianas aisladas del interior de la planta de espinaca mostaza japonesa (Brassica rapa var. Perviridis), y encontraron que 8 cepas aumentaron Producción de ROS. Luego probaron más esas 8 cepas aplicándolas a las puntas de las raíces de las plántulas del género Arabidopsis, que contiene especies comúnmente utilizadas como organismos modelo para estudios de biología vegetal. Curiosamente, 2 de las 8 cepas probadas indujeron resistencia de toda la planta a patógenos bacterianos.

Basado en los hallazgos de la prueba de concepto sobre esas 2 cepas bacterianas , el Dr. Furuya se enorgullece de señalar que el método de detección de su equipo «puede agilizar la adquisición de microorganismos que activan el sistema inmunológico de las plantas». Cuando se le preguntó cómo prevé que el método de detección afecte las prácticas agrícolas, explica que espera que el sistema de detección de su equipo «sea una tecnología que contribuya a la aplicación práctica y la difusión de alternativas microbianas a los pesticidas químicos».

Con el tiempo, el novedoso método de detección desarrollado por el Dr. Furuya y su equipo puede facilitar significativamente a los científicos de cultivos la creación de métodos agrícolas más ecológicos que se basan en los mecanismos de defensa que las propias plantas han desarrollado durante millones de años.



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