El descubrimiento del determinante molecular de la defoliación causada por Verticillium dahliae abre nuevas vías para diagnóstico, vigilancia y mejora genética de cultivos resistentes.
Redactor: Camila Herrera R.
Editor: Eduardo Schmitz
Una investigación internacional con participación del Instituto de Agricultura Sostenible, del CSIC, identificó la base molecular que explica la defoliación causada por Verticillium dahliae en algodón y olivo, dos cultivos afectados por una de las enfermedades fúngicas más difíciles de controlar en campo.
El trabajo, publicado en Nature Communications, apunta a un avance relevante para el diagnóstico de la infección, la vigilancia de cepas peligrosas y el diseño de futuras estrategias de resistencia e intervención frente a la verticilosis.
Un patógeno que bloquea el transporte de agua
Verticillium dahliae es el hongo responsable de la verticilosis o marchitamiento vascular. Vive en suelos de distintas regiones del mundo, entra en la planta por las raíces y coloniza los vasos xilemáticos, lo que bloquea el transporte de agua dentro del cultivo.
La enfermedad afecta a cientos de plantas dicotiledóneas, entre ellas algodón, olivo y tomate. Sus síntomas incluyen marchitamiento, retraso del crecimiento, clorosis y senescencia temprana, con efectos directos sobre la productividad agrícola.
La presión de enfermedades fúngicas en cultivos sensibles explica por qué el manejo sanitario continúa siendo un eje estratégico de la producción, como ocurre también en el seguimiento del uso agrícola de fungicidas en España.
El patotipo D, la cepa más virulenta
La investigadora del IAS-CSIC Carmen Gómez-Lama Cabanás explicó que el control del marchitamiento por Verticillium es especialmente difícil. En algodón, olivo o pistacho, ciertas cepas de V. dahliae pueden causar síntomas graves.
Estas cepas, conocidas como patotipo D, están en aumento y representan una amenaza significativa para plantaciones de algodón y olivo en el mundo. Hasta ahora, la base genética que explicaba la agresividad de este patotipo había permanecido desconocida.
Dos genes efectores explican la defoliación
El equipo combinó genómica comparativa, genética funcional, análisis estructural y filogenómica para localizar el determinante molecular de la defoliación. La investigación identificó una pequeña región genómica específica del patotipo más virulento.
Esa región codifica dos genes efectores secretados duplicados. Un gen efector produce una molécula, normalmente una proteína, que modifica la fisiología de la planta hospedadora para facilitar la infección.
La eliminación simultánea de ambas copias abolió la patogenicidad y la defoliación en algodón y olivo, así como en Nicotiana benthamiana y Arabidopsis thaliana, dos plantas modelo utilizadas en biología vegetal. En cambio, las deleciones simples redujeron la virulencia y la complementación genética restauró los síntomas de la enfermedad.
Diagnóstico y mejora genética
La introducción de esos mismos genes en cepas no defoliantes fue suficiente para inducir la defoliación. Aunque el hallazgo no implica una aplicación inmediata en fincas, sí abre una vía para mejorar el diagnóstico y orientar estrategias de prevención.
El equipo recomienda que los programas de mejora busquen germoplasma capaz de reconocer la proteína efectora D, ya que podría contener genes de resistencia dirigidos contra esa proteína específica.
Este enfoque conecta con otras investigaciones sobre herramientas genómicas para el mejoramiento del algodón y con avances orientados a desarrollar algodón resistente a hongos.
Próximos pasos de la investigación
Bart Thomma, profesor de Microbiología Evolutiva en la Universidad de Colonia, en Alemania, señaló que el siguiente paso será estudiar mejor el mecanismo de acción de la proteína a nivel molecular para comprender cómo contribuye al desarrollo de la enfermedad y al proceso de defoliación.
Luigi Faino, de la Universidad de Roma Sapienza, en Italia, consideró que, si existe colaboración empresarial, en un plazo de diez años podrían verse las primeras plantas de algodón modificadas genéticamente para mejorar la resistencia frente a esta cepa.
En el olivar, la búsqueda de soluciones frente a enfermedades sigue activa en varias líneas de investigación, incluidas alternativas biológicas como los biopesticidas para olivares.
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