En un "choque de microbios", los científicos de plantas de la Universidad de Delaware están descubriendo más pistas críticas para desarmar un hongo que es el asesino número uno de las plantas de arroz.
Los hallazgos, publicados en diciembre de Fronteras en la ciencia vegetal y en Opinión actual en biología vegetal , puede conducir a un control más eficaz de Magnaporthe oryzae , el hongo que causa la enfermedad del añublo del arroz.
Los estudios fueron dirigidos por el laboratorio de Harsh Bais, profesor asociado de ciencias de plantas y suelos en la Facultad de Agricultura y Recursos Naturales de la UD. La primera autora de ambos artículos de investigación fue la estudiante de posgrado Carla Spence. Los coautores incluyeron a la investigadora postdoctoral VenkatachalamLaksmanan y Nicole Donofrio, profesora asociada de ciencias de las plantas y el suelo, además de Bais.
"El arroz es un alimento del que depende el mundo; representa aproximadamente una quinta parte de todas las calorías que consumen los seres humanos", dice Bais. "Por lo tanto, es fundamental encontrar formas de reducir el impacto de la enfermedad del añublo del arroz, especialmenteSe espera que la población supere los 9 mil millones para 2050, y la necesidad de más alimentos aumenta ".
Anteriormente, Bais y su equipo de investigación se aislaron Pseudomonas chlororaphis EA105, una bacteria que vive en el suelo alrededor de las raíces de las plantas de arroz y descubrió que este microbio beneficioso puede desencadenar una defensa en todo el sistema contra el hongo añublo del arroz.
Ahora, han identificado una hormona del estrés que parece jugar un papel crucial en el aumento de la virulencia del hongo.
Cuando hay poca agua disponible, las plantas de arroz producen más ácido abscísico en sus raíces. Esta hormona del estrés viaja hasta las hojas de la planta para cerrar los poros diminutos, deteniendo la evaporación del agua de la planta a la atmósfera.
Bais y su equipo han demostrado que cuando el hongo del añublo del arroz invade una planta de arroz, se produce un aumento del ácido abscísico. Pero en lugar de estimular los mecanismos de defensa de la planta, el ácido abscísico los suprime, lo que hace que el patógeno sea aún más potente.
"Es como un arma de doble filo", dice Bais. "El ácido abscísico puede salvar la planta durante la sequía. Pero cuando hay un patógeno presente, esta misma molécula bloquea la respuesta de defensa innata de la planta".
En estudios en el Instituto de Biotecnología de Delaware en la UD, Bais y su equipo trataron las esporas del hongo del añublo del arroz con ácido abscísico. En 10 horas, el 84 por ciento de estas esporas habían germinado y formado una estructura de infección especializada llamada appressorium, que actúacomo un ariete, ejerciendo presión sobre una hoja de arroz hasta que el hongo atraviesa la superficie.
Sin embargo, cuando las esporas del hongo se trataron tanto con la bacteria beneficiosa EA105 como con ácido abscísico, solo alrededor del 23 por ciento de las esporas formaron esta maquinaria de ataque.
"El hongo del añublo del arroz usa ácido abscísico para su propia ventaja, que es absolutamente salvaje", dice Bais. "La gente ha estado luchando por encontrar objetivos para controlar el añublo del arroz, y ahora tenemos uno, con ácido abscísico. Es uno de losesos santos griales clásicos porque este hongo afecta no solo al arroz, sino también a la cebada y al trigo ".
Aunque el ácido abscísico puede ser responsable de la virulencia en el hongo del añublo del arroz, la molécula en sí no es un objetivo factible para los fungicidas debido a sus funciones cruciales en las plantas, desde el desarrollo de semillas hasta su efecto modulador durante temperaturas extremas y alta salinidad, hasta supapel bien estudiado en la tolerancia a la sequía.
Sin embargo, apuntar a genes específicos en el hongo que biosintetizan el ácido abscísico podría dar el golpe de gracia real
"Las plantas y sus vecinos microbianos tienen este sistema maravillosamente complejo e intrincado de comunicarse a través de señales químicas, y cada uno trata de manipular la situación para maximizar su propia aptitud", dice Bais. "Queremos ser capaces de gestionar algunas de estas interacciones, también, para mejorar la seguridad alimentaria. "
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Materiales proporcionado por Universidad de Delaware . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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