Investigadores de la Universidad de Nápoles Federico II en Italia visualizaron en 3D la colonización vascular causada por Fusarium oxysporum en raíces intactas de tomate
Redactor: Javier Morales O.
Editor: Karem Díaz S.
Un equipo de investigación vinculado a la Universidad de Nápoles Federico II, en Italia, logró observar con un nivel de detalle inusual cómo el hongo Fusarium oxysporum avanza dentro de las raíces del tomate y coloniza su sistema vascular. El estudio, publicado en Nature Communications, aporta una mirada tridimensional sobre uno de los procesos más difíciles de estudiar en sanidad vegetal: la invasión interna de las raíces por patógenos fúngicos transmitidos por el suelo.
La importancia del hallazgo radica en que Fusarium oxysporum es uno de los patógenos más dañinos para numerosos cultivos. En el caso del tomate, puede ingresar por las raíces, extenderse hacia los tejidos vasculares y bloquear progresivamente el transporte de agua, provocando la enfermedad conocida como marchitez vascular.
Una tecnología para observar la raíz sin destruirla
Los investigadores utilizaron microtomografía de rayos X de contraste de fase con radiación sincrotrón, conocida como SR PC-microCT, una técnica que permite visualizar el interior de muestras biológicas intactas en tres dimensiones. Los experimentos se realizaron en la línea de luz SYRMEP de Elettra Sincrotrone Trieste, en Italia.
A diferencia de la microscopía óptica convencional, esta aproximación permitió observar el volumen completo de la raíz sin destruir su organización interna. Gracias a ello, el equipo pudo seguir la distribución del hongo, la formación de embolismos y la alteración progresiva de los tejidos durante la infección.
La investigación se centró en raíces de Solanum lycopersicum, el tomate cultivado, infectadas por Fusarium oxysporum. Las imágenes obtenidas mostraron una proliferación extensa del hongo dentro del cilindro vascular y estructuras alargadas asociadas a embolismos, alineadas con el eje de la raíz.
El hongo no solo invade: también modifica su forma
Uno de los resultados más llamativos fue la capacidad del patógeno para adaptarse a espacios extremadamente estrechos dentro de la raíz. Al combinar la microtomografía con microscopía de fluorescencia y análisis avanzado de imágenes, los autores observaron que el hongo puede reducir el diámetro de sus hifas en más de veinte veces, pasando de aproximadamente 5 micrómetros a 220 nanómetros.
Ese cambio morfológico le permite colonizar ambientes apoplásticos de escala nanométrica, es decir, espacios muy reducidos entre células vegetales. Esta plasticidad celular ayuda a explicar por qué ciertos hongos patógenos del suelo pueden avanzar dentro de las plantas sin que su modo de invasión haya sido plenamente visible con técnicas tradicionales.
El estudio también identificó estructuras similares a apresorios, no documentadas previamente en este contexto, que facilitarían la penetración física del tejido vegetal. Este punto es relevante porque los mecanismos de entrada de los patógenos vasculares del suelo han sido menos comprendidos que los de otros hongos que infectan hojas y superficies externas.
La fuerza mecánica aparece como factor central
El trabajo aporta otro dato clave: mediante mutantes deficientes en celulasas, los investigadores observaron que la actividad celulolítica no era indispensable para que el hongo rompiera la superficie e iniciara la colonización submicrométrica. Esto apunta a que la generación de fuerza mecánica puede ser un determinante principal en la penetración exitosa del hospedador.
Este resultado cambia el foco de la explicación. La invasión no dependería solo de degradar químicamente las paredes celulares vegetales, sino también de la capacidad física del hongo para presionar, modificar su estructura y atravesar espacios reducidos dentro de la raíz.
Para la agricultura, este tipo de conocimiento puede ser útil a largo plazo porque ayuda a identificar puntos vulnerables del proceso infeccioso. Entender cómo el patógeno entra, se adapta y se desplaza dentro de la raíz es una condición básica para diseñar nuevas estrategias de manejo frente a enfermedades que causan pérdidas importantes en cultivos hortícolas.
MAPK: rutas internas que organizan la invasión
La reconstrucción tridimensional también permitió relacionar la proliferación fúngica con la formación progresiva de embolismos. Además, el estudio describe la participación diferencial de varias rutas MAPK, asociadas a funciones específicas durante la infección.
La vía Fmk1 aparece vinculada con la generación de fuerza para la penetración; Hog1, con la adaptación osmótica durante la colonización del apoplasto; y Mpk1, con el crecimiento direccional hacia los tejidos vasculares. Este marco ayuda a comprender con mayor precisión cómo el patógeno coordina su avance dentro de la planta.
La marchitez vascular no es un problema aislado del tomate. En distintos cultivos, las enfermedades causadas por Fusarium han motivado investigaciones sobre diagnóstico temprano, resistencia vegetal y control biológico. En Mundo Agropecuario también se ha documentado el interés por alternativas como una bacteria marina contra la marchitez del tomate y estudios sobre señales tempranas asociadas al movimiento del agua en plantas infectadas.
Una ventana nueva para estudiar enfermedades de raíz
La principal contribución del estudio no es solo describir la presencia del hongo, sino mostrar cómo se organiza espacialmente dentro de una raíz intacta. La tecnología utilizada permite observar al mismo tiempo la biomasa fúngica, los tejidos vegetales y los daños asociados a la colonización vascular.
Este enfoque puede abrir nuevas posibilidades para investigar interacciones planta-patógeno sin depender únicamente de cortes destructivos o imágenes parciales. En enfermedades como la fusariosis, donde los daños internos avanzan antes de que los síntomas externos sean evidentes, disponer de imágenes tridimensionales puede mejorar la comprensión del proceso infeccioso.
La investigación también refuerza la importancia de estudiar la raíz como un espacio dinámico, donde se cruzan señales, defensas vegetales, microorganismos beneficiosos y patógenos. En ese contexto, trabajos sobre hongos beneficiosos que ingresan en las raíces muestran que no todas las interacciones fúngicas tienen el mismo resultado para el cultivo.
El avance presentado por el equipo de Nápoles y sus colaboradores no ofrece una solución inmediata de campo, pero sí entrega una pieza importante para comprender mejor la biología de un patógeno vascular de alto impacto agrícola. Al revelar cómo Fusarium oxysporum penetra, se estrecha, se orienta y coloniza los vasos de la raíz, el estudio proporciona una base más precisa para futuras estrategias de protección de cultivos.
Referencias
Phys.org. Phase-contrast microtomography reveals vascular colonization of tomato roots by Fusarium oxysporum. Publicado el 18 de mayo de 2026. Fuente original: https://phys.org/news/2026-05-phase-contrast-microtomography-reveals-vascular.html
