La protección de los cultivos de plagas y patógenos sin usar pesticidas tóxicos ha sido un objetivo a largo plazo de los agricultores. Los investigadores del Instituto Boyce Thompson han descubierto que los compuestos de una fuente poco probable - lombrices microscópicas del suelo - podrían lograr este objetivo.
Como se describe en una investigación publicada en la edición de mayo de 2019 de Revista de fitopatología , estos compuestos ayudaron a proteger los principales cultivos de diversos patógenos y, por lo tanto, tienen el potencial de ahorrar miles de millones de dólares y aumentar la sostenibilidad agrícola en todo el mundo
Dirigido por el Asociado de Investigación Senior de BTI Murli Manohar, un equipo en torno a los Profesores Daniel Klessig y Frank Schroeder investigó los efectos de un metabolito de lombriz intestinal llamado ascr # 18 en la salud de las plantas.
Ascr # 18 es miembro de la familia de feromonas de ascarósidos, que son producidas por muchas especies de lombrices intestinales que habitan el suelo para la comunicación química.
Los investigadores trataron la soja Glicina máx. , arroz Oryza sativa , trigo Triticum aestivum y maíz Zea mays plantas con pequeñas cantidades de ascr # 18, y luego infectaron las plantas con un virus, bacteria, hongo u oocmycete.
Cuando se examinaron varios días después, las plantas tratadas con ascr # 18 fueron significativamente más resistentes a los patógenos en comparación con las plantas no tratadas.
"Las raíces de las plantas están constantemente expuestas a los gusanos redondos en el suelo, por lo que tiene sentido que las plantas hayan evolucionado para detectar la plaga y preparar su sistema inmunológico en previsión de ser atacadas", dice Schroeder.
Debido a que estimulan el sistema inmunológico de las plantas en lugar de matar las plagas y los patógenos, los ascarósidos no son pesticidas. Como resultado, es probable que sean mucho más seguros que muchos medios actuales de control de plagas y patógenos.
"Los ascarósidos son compuestos naturales que parecen ser seguros para las plantas, los animales, los humanos y el medio ambiente", dice Klessig. "Creo que podrían proporcionar a las plantas una protección más amigable con el medio ambiente contra plagas y patógenos".
En trabajos anteriores, Klessig y Schroeder demostraron que el ascr # 18 y otros ascarósidos aumentaron la resistencia contra plagas y patógenos en tomate, papa, cebada y Arabidopsis .
"Al ampliar el trabajo a los principales cultivos y concentrarse en sus patógenos más importantes, este estudio establece el potencial de los ascarósidos para mejorar la producción agrícola en todo el mundo", dice Klessig.
De hecho, el arroz es el alimento básico más importante del mundo para casi la mitad de la población mundial. Ascr # 18 proporcionó protección contra Xanthomonas oryzae pv. Oryzae , una bacteria que causa pérdidas de rendimiento del 10-50% en los países asiáticos.
El trigo está muy cerca del arroz en importancia como alimento básico, y el ascr # 18 lo protegió contra Zymoseptoria tritici , un hongo que es una de las enfermedades foliares más graves del cultivo.
El maíz es el cultivo de granos más ampliamente cultivado en toda América con gran importancia para la alimentación, los biocombustibles y la alimentación animal. Ascr # 18 proporcionó protección contra Cochliobolus heterostrophus , un patógeno fúngico que causa el tizón de la hoja de maíz del sur
La soja es un importante cultivo de semillas rico en proteínas y rico en aceite que se utiliza como fuente de alimento para humanos y animales. Ascr # 18 protegió la soya contra Phytophthora sojae, un oomiceto que puede matar a las plantas infectadas en días, así como al patógeno bacteriano Pseudomonas syringae pv glycinea y el virus del mosaico de la soja.
Las concentraciones extremadamente pequeñas de ascarósidos son suficientes para proporcionar a las plantas resistencia contra los patógenos. Curiosamente, la concentración óptima parece depender de las especies de plantas y no del patógeno.
Los investigadores creen que la razón por la que diferentes especies de plantas tienen diferentes dosis óptimas probablemente esté relacionada con los receptores de células vegetales para el ascr # 18. Las diferentes especies de plantas pueden expresar diferentes cantidades de receptores de ascr # 18, y los receptores pueden tener afinidades variables para los ascarósidos.Dichas diferencias afectarían la cantidad de ascr # 18 necesaria para activar el sistema inmunológico de la planta.
El grupo ahora está trabajando para determinar los mecanismos moleculares de cómo los ascarósidos preparan el sistema inmunológico de la planta.
Estos descubrimientos están siendo comercializados por una empresa de nueva creación con sede en BTI y Cornell, Ascribe Bioscience, como una familia de productos de protección de cultivos llamada PhytalixTM.
"Este trabajo es un gran ejemplo de cómo el Instituto está aprovechando nuestra tecnología a través de nuevas empresas de nueva creación, una iniciativa estratégica importante en BTI", dice Paul Debbie, Director de Desarrollo de Nuevos Negocios de BTI. "El Instituto está orgulloso de laoportunidad de desarrollar tecnología innovadora en asociación con una nueva compañía que está teniendo un impacto económico positivo aquí en nuestra comunidad local y para el estado de Nueva York ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Boyce Thompson . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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