El gusano de la raíz del maíz occidental causa pérdidas económicas de más de 2 mil millones de dólares estadounidenses en el cultivo del maíz y, por lo tanto, es una plaga agrícola grave. Originario de América, el gusano de la raíz del maíz occidental está invadiendo Europa, incluida Suiza.
una plaga exitosa
En un estudio anterior, Christelle Robert y Matthias Erb, del Instituto de Ciencias de las Plantas IPS de la Universidad de Berna, dilucidaron una de las estrategias que subyacen al éxito del gusano de la raíz del maíz occidental. Las plantas de maíz almacenan ciertas sustancias de defensa, así que ...llamados benzoxazinoides, en sus raíces. Estas sustancias son dañinas para muchas plagas. Sin embargo, el gusano de la raíz del maíz occidental ha desarrollado una estrategia para desintoxicar estas sustancias. Las larvas del gusano de la raíz del maíz se vuelven resistentes contra la defensa de la planta. Aún peor: lalas larvas almacenan los benzoxazinoides en sus cuerpos y, a su vez, los usan para defenderse de sus propios enemigos, incluidos los gusanos parásitos nematodos entomopatógenos. El hecho de que el gusano de la raíz del maíz occidental haya encontrado una estrategia de defensa contra los nematodos es de particular importancia, ya quelos nematodos se usan como agentes de control biológico contra esta plaga.
"Ya se han logrado éxitos considerables en el campo utilizando nematodos; las medidas para aumentar la eficiencia podrían impulsar aún más este enfoque", explica Matthias Erb, profesor de interacciones bióticas en el IPS. "En este contexto, nos hicimos la siguiente pregunta: siplagas como el gusano de la raíz del maíz occidental pueden volverse inmunes contra las sustancias de defensa de las plantas, ¿podrían los organismos beneficiosos como los nematodos entomopatógenos hacer lo mismo? "
Reproducción de organismos beneficiosos para el control de plagas
Los investigadores compararon nematodos de áreas en las que el gusano de la raíz del maíz occidental está presente con nematodos de áreas donde está ausente. "Encontramos que los nematodos de las áreas infestadas son resistentes a los benzoxazinoides, a diferencia de los nematodos de otras áreas", dice Xi Zhang, quientrabajó en el proyecto como estudiante de doctorado. En el laboratorio, los investigadores pudieron observar que los nematodos que estaban expuestos al gusano de la raíz del maíz occidental se volvieron resistentes a las sustancias de defensa de las plantas en solo unas pocas generaciones ". La velocidad de esta adaptación nos sorprendió", dice Zhang.
Los resultados del estudio, que fue publicado en la revista PNAS , son particularmente relevantes para el control biológico de plagas. "Los insectos beneficiosos como los nematodos, que son resistentes a las sustancias de defensa de las plantas, pueden mantener a raya a las plagas de insectos que acumulan estas sustancias de la planta", explica el coautor del estudio Ricardo Machado.El rasgo puede adquirirse muy rápidamente a través de una selección específica y, por lo tanto, es un objetivo de mejoramiento prometedor. "Esperamos que muchos otros organismos beneficiosos puedan mejorarse al centrarse en su capacidad para resistir los compuestos de defensa de las plantas", dice Machado.
En la siguiente etapa, los investigadores se dirigen a las bacterias simbióticas de los nematodos para que sean resistentes contra los benzoxazinoides y para probar los agentes de control biológico mejorados en el campo ". Este es el siguiente paso para acercar nuestra investigación a la aplicación agrícola,"dice Machado.
Los compuestos de defensa de las plantas dan forma a las cadenas alimentarias
En el proyecto de investigación, financiado por la Swiss National Science Foundation SNSF, los investigadores se basaron en un enfoque combinado de la ecología del comportamiento, la química analítica y la genética de las plantas. Los resultados ilustran la importancia de los compuestos de defensa de las plantas como los benzoxazinoides para la evolucióny la dinámica de las cadenas alimentarias. "La carrera armamentista entre plantas y herbívoros a menudo se ve como un motor de la diversidad química y biológica de estos dos grupos", dice la coautora del estudio, Christelle Robert. "Nuestro estudio indica que los compuestos de defensa de las plantas pueden influirla evolución de cadenas alimenticias enteras "
Como parte de la cooperación de investigación interprofesional "One Health" en la Universidad de Berna ver recuadro, los investigadores recientemente comenzaron a investigar cómo los benzoxazinoides afectan la salud de los animales y los humanos ". La integración de nuestros hallazgos en la agricultura centralla cadena alimentaria es una expansión fascinante de nuestro trabajo con mucho potencial ", dice Matthias Erb.
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Materiales proporcionado por Universidad de Berna . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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