Invisible a simple vista, los nematodos de los quistes son una gran amenaza para la agricultura, causando miles de millones de dólares en pérdidas globales de cultivos cada año. Un grupo de científicos de plantas, dirigido por investigadores de la Universidad de Missouri, descubrió recientemente que uno de los mecanismos que utilizan los nematodos de los quistesinvadir y drenar los nutrientes que sustentan la vida de las plantas de soja. Comprender la base molecular de las interacciones entre las plantas y los nematodos podría conducir al desarrollo de nuevas estrategias para controlar estas principales plagas agrícolas y ayudar a alimentar a una creciente población mundial.
El frijol de soya es un componente importante para dos tercios de los alimentos para animales del mundo y más de la mitad del aceite comestible que se consume en los Estados Unidos, según el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos USDA. Los nematodos de los quistes ponen en peligro la producción saludable de este crítico producto globalfuente de alimento "secuestrando" la biología de las plantas de soja.
"Los nematodos del quiste son uno de los grupos económicamente más devastadores de nematodos parásitos de plantas en todo el mundo", dijo Melissa Goellner Mitchum, investigadora del Bond Life Sciences Center y profesora asociada de la División de Ciencias de las Plantas de MU ". Estos parásitosdañar los sistemas radiculares al crear una célula de alimentación única dentro de las raíces de sus anfitriones y extraer nutrientes de la planta de soja. Esto puede conducir al retraso del crecimiento, la marchitez y la pérdida de rendimiento de la planta. Queríamos explorar las vías y los mecanismos que utilizan los nematodos del quiste paracomandante de plantas de soja "
Hace unos 15 años, Mitchum y sus colegas revelaron pistas sobre cómo los nematodos usan pequeñas cadenas de aminoácidos o péptidos para alimentarse de las raíces de la soja.
Utilizando tecnologías de secuenciación de próxima generación que antes no estaban disponibles, Michael Gardner, un asistente de investigación graduado, y Jianying Wang, investigador asociado senior en el laboratorio de Mitchum, hicieron un descubrimiento nuevo y notable: los nematodos poseen la capacidad de producir un segundo tipo depéptido que efectivamente puede "hacerse cargo" de las células madre de la planta que se utilizan para crear vías vitales para la entrega de nutrientes a través de la planta. Los investigadores compararon estos péptidos con los producidos por las plantas y descubrieron que eran idénticos a los que las plantas usan para mantenercélulas madre vasculares, conocidas como péptidos CLE-B.
"Las plantas envían estas señales químicas a sus células madre para comenzar diversas funciones de crecimiento, incluida la vía vascular que las plantas usan para transportar nutrientes", dijo Mitchum. "La secuenciación avanzada nos mostró que los nematodos usan péptidos idénticos para activar el mismo proceso. Este 'mimetismo molecular' ayuda a los nematodos a producir los sitios de alimentación de donde drenan los nutrientes de las plantas ".
Para probar su teoría, Xiaoli Guo, un investigador postdoctoral en el laboratorio de Mitchum y primer autor del estudio, sintetizó el péptido nematodo CLE-B y lo aplicó a las células vasculares de Arabidopsis, un sistema modelo de planta utilizado en la investigación de plantasDescubrieron que los péptidos nematodos desencadenaron una respuesta de crecimiento en Arabidopsis de la misma manera que los péptidos de las plantas afectaron el desarrollo.
Luego, el equipo "eliminó" los genes que las plantas de Arabidopsis usan para enviar señales a sus propias células madre. Aquí, los nematodos no funcionaron tan bien porque los parásitos no pudieron enviar señales a la planta y el sitio de alimentación del nematodo se vio comprometido, Dice Guo.
"Cuando un nematodo ataca la raíz, selecciona las células madre vasculares que se encuentran a lo largo de la raíz", dijo Mitchum. "Al eliminar esa vía, redujimos el tamaño del sitio de alimentación que usan los nematodos para controlar la planta. EstoEs la primera vez que hemos podido demostrar que el nematodo está modulando o controlando la vía de la planta vascular. Comprender cómo los nematodos parásitos de las plantas modulan las plantas huésped en su propio beneficio es un paso crucial para ayudar a crear plantas resistentes a las plagas.podemos bloquear esos péptidos y las vías que usan los nematodos para alcanzar a la planta de soja, entonces podemos aumentar la resistencia a esta fuente de alimento global muy valiosa ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Missouri-Columbia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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