Los pulgones de los guisantes, una plaga agrícola grave, tienen la capacidad de ver y evitar una bacteria común que mata los pulgones en las hojas de las plantas, según un nuevo estudio de la Universidad de Cornell publicado en Biología actual .
Los pulgones de los guisantes carecen de genes de respuesta inmunitaria, lo que los hace muy susceptibles a la infección. En el laboratorio, los pulgones de los guisantes que se infectaron con cepas virulentas de la bacteria murieron. Ellos compensan su inmunodeficiencia reproduciéndose en grandes cantidades peromueren a causa de una infección bacteriana a un ritmo elevado.
Resulta que las bacterias Pseudomonas syringae , y todos los miembros del género Pseudomonas, contienen compuestos llamados pioverdina, que se unen al hierro, pero también emiten fluorescencia en la luz ultravioleta UV, longitudes de onda que existen en la luz solar.Además, los pulgones del guisante pueden distinguir la luz azul-verde única que las cepas virulentas de P. syringae emitir
Los hallazgos tienen implicaciones para el control de plagas. Por ejemplo, los agricultores orgánicos podrían propagar pioverdina o virulenta P. syringae en hojas para disuadir a los pulgones de los guisantes, aunque se necesitan más estudios para probar la efectividad de estas estrategias.
"Los pulgones son vectores de enfermedades de las plantas, transfieren enfermedades virales, y ese es uno de sus principales impactos económicos", dijo Tory Hendry, profesora asistente de microbiología en la Universidad de Cornell y uno de los autores principales del artículo. "Prevención de la aparición de pulgonesinstalarse en las plantas para empezar podría tener un gran impacto en la transmisión viral ".
Mientras estudiaban los efectos de las bacterias en los pulgones, Hendry y sus colegas notaron que los pulgones rara vez comen una savia artificial con virulenta P. syringae mezclado. Más pruebas revelaron que los pulgones, cuando se les daban opciones de alimentos, evitaban constantemente alimentarse cuando eran virulentos P. syringae estaba en la comida.
Usando hojas de habas, que tienen dos folíolos separados por tallos, los investigadores pintaron un prospecto con una solución mezclada con bacterias y el otro sin bacterias, como control. Probaron diferentes cepas de bacterias, algunas benignas, otras virulentas.
Cuando se liberaron áfidos del guisante en la base de las plantas, prefirieron las hojas de control y evitaron las hojas con algunas cepas bacterianas. "Se correlacionó con la virulencia; evitaron las cepas más virulentas y no las cepas menores", dijo Hendry..
Estudios anteriores de pulgones habían demostrado que exhibían preferencias de color, y una investigación anterior mostró las especies bacterianas del género Pseudomonas fluoresce. "Eso me hizo pensar que tal vez la visión es importante, podríamos tomar análisis y realmente hacerlos en la oscuridad,"Dijo Hendry.
El equipo realizó pruebas similares con plástico que bloquea la luz ultravioleta y los pulgones se alimentaron normalmente de todas las hojas, incluidas las que tenían bacterias mortales. En otro experimento, los investigadores utilizaron una forma mutante de virulenta P. syringae eso no produce el compuesto fluorescente, pioverdina. Los pulgones de los guisantes comieron de las hojas cargadas de bacterias y murieron. Más experimentos, usando diferentes diseños para probar si los pulgones evitaban las bacterias mortales fluorescentes, todos mostraron consistentemente el mismo resultado.
El coautor principal Russell Ligon, investigador postdoctoral en el Laboratorio de Ornitología de Cornell, que estudia la ecología sensorial y el modelado visual, se despidió con P. syringae bacterias en ellos y luz medida que se reflejaba en ellos para averiguar qué colores emitían. Sus investigaciones revelaron que las cepas bacterianas virulentas que evitaban los pulgones de los guisantes eran más azules que otras cepas más benignas, dentro de los rangos que los pulgones deberían ver en función de su azul,conos ópticos verdes y UV.
"Los colores que detectan mejor los pulgones coinciden perfectamente con el color de fluorescencia que producen las bacterias [virulentas]", dijo Hendry. "Es bastante loco que algo pueda ver las bacterias en general. Los pulgones no se consideransiendo visualmente agudos; no parecen tan brillantes. Esto es algo con lo que están muy en sintonía ".
Las investigaciones futuras explorarán si las bacterias o la pioverdina por sí mismas disuaden a los pulgones de asentarse en las plantas. También planean estudiar la evolución de este rasgo observando diferentes especies de pulgones y cómo interactúan con las virulentas P. syringae . Los coautores incluyen a Rachel Fay, una exalumna en el laboratorio de Hendry a través del programa Microbial Friends and Foes Research Experiences for Undergraduates a través de Plant Pathology y Plant-Microbe Biology, mientras estudiaba en la State University of New York en Potsdam.; Kevin Besler, ex tecnólogo de laboratorio en el laboratorio de Hendry; y Melanie Smee, investigadora asociada postdoctoral.
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Materiales proporcionado por Universidad de Cornell . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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