La micotoxina DON es el primer asistente del hongo patógeno para penetrar las paredes de la planta y puede convertirse en un objetivo potencial para el control de la plaga de Fusarium.
Los investigadores de Rothamsted Research que estudian el patógeno fúngico de importancia mundial Fusarium graminearum, la principal causa de la plaga de Fusarium en los cereales de grano pequeño, han descubierto que la micotoxina deoxinivalenol (DON) juega un papel crítico en la propagación de la infección.
El DON, que contamina el grano de trigo y representa un riesgo para la seguridad de los alimentos y los piensos, facilita que el hongo se desplace a través de las paredes celulares de las plantas mediante canales microscópicos llamados plasmodesmos.
Utilizando técnicas avanzadas de bioimagen, el estudio demostró que el DON permite que el patógeno pase a través de estas puertas celulares, un proceso necesario para la colonización a gran escala.
Cuando el equipo de investigación eliminó un gen específico (TRI5) que codifica una enzima responsable de un paso clave en la producción de DON, la propagación del hongo se redujo significativamente, limitando la infección a la espiguilla inicialmente infectada. Los intentos de restaurar la propagación agresiva del hongo mediante la administración externa de DON no tuvieron éxito, lo que sugiere que la secreción de toxina está estrechamente regulada dentro de la planta y puede afectar directamente a los plasmodesmos.
Análisis posteriores mostraron que aunque la infección no modificó el grosor de las paredes celulares de las plantas, sí afectó la deposición de calosa, un carbohidrato que bloquea los plasmodesmos y evita el paso del hongo. Cuando se aplicó DON de forma tópica, los depósitos de calosa aumentaron, pero en presencia de hifas de hongos, estos depósitos de calosa se redujeron, lo que resalta la compleja interacción entre las toxinas de los hongos y las defensas de las plantas.
«Nuestro estudio proporciona nuevos conocimientos sobre cómo Fusarium graminearum aprovecha la biología de la planta para dispersarse dentro de la espiga de trigo», dijo la Dra. Victoria Armer, quien dirigió el estudio. – Esto abre oportunidades potenciales para desarrollar variedades de cultivos resistentes o estrategias específicas de control de enfermedades. «Dado que la plaga de Fusarium amenaza la producción mundial de trigo y la seguridad alimentaria, comprender estas batallas microscópicas puede ser clave para proteger las cosechas futuras».
Este artículo recibió recientemente el premio al mejor artículo estudiantil de 2024 en la revista Molecular Plant Pathology. El Dr. Armer recibió apoyo de la Asociación de Capacitación Doctoral en Biociencias del Suroeste financiada por BBSRC.
El Consejo de Investigación en Biotecnología y Ciencias Biológicas (BBSRC) ha invertido más de £300 millones en investigación sobre trigo desde el año 2000.
Fuente y foto: Rothamsted Research. Imagen de portada: Micrografía electrónica de barrido de un hongo Fusarium abriéndose paso a través de canales de una célula a otra.
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