¿CÓMO HACEN LAS PLANTAS PARA COMBATIR LAS ENFERMEDADES?

Investigación de vanguardia de una patóloga vegetal de la UC Riverside, ofrece una pista.
28 de marzo de 2011.

RIVERSIDE, California - ¿Cómo exactamente los patógenos bacterianos causan enfermedades en las plantas? sigue siendo un misterio y sigue frustrando a los científicos que trabajan para resolver este problema. Ahora Wenbo Ma, una patólogo vegetal de la Universidad de California en Riverside, ha realizado investigaciones en laboratorio en la planta de soya, a determinado importantes avances en nuestra comprensión de las interacciones entre planta-patógeno, un área de rápido desarrollo en las ciencias vegetales.

Wenbo Ma, profesora asistente de patología vegetal y microbiología en la Universidad de California Riverside, examina plantas de soya en el laboratorio. Foto: UCR.

 

Su investigación puede ayudar a los científicos a llegar a estrategias efectivas para el tratamiento de los cultivos que han caído a la enfermedad o, cuando se utiliza como medida preventiva, para reducir considerablemente la susceptibilidad a la enfermedad.

En un artículo publicado en la edición de marzo de la revista Cell Host & Microbe, Ma, una profesora asistente de patología vegetal y microbiología, y sus colegas demuestran que los patógenos bacteriales tienen como objetivo a las isoflavonas, un grupo de compuestos en las células vegetales que defienden a la planta de la infección bacteriana, lo que resulta en una reducción en la producción de isoflavonas.

Una carrera de armamentos.

En primer lugar, los agentes patógenos inyectan la proteína bacterial virulenta, denominada HopZ1, a través de conductos en forma de aguja en las células vegetales. Estas proteínas a continuación, en gran medida reducen la producción de las isoflavonas y promueven el desarrollo de la enfermedad. Sin embargo, al detectar la presencia de HopZ1, las plantas montan una resistencia fuerte contra el patógeno, incluyendo la producción de una cantidad muy alta de isoflavonas. En este punto, el patógeno debe encontrar nuevas estrategias, ya sea cambiando el tipo de proteínas que inyecta a la planta, no inyecta cualquier proteína en absoluto, o la inyección de proteínas virulentas de una manera que les ayude a escapar a la detección de las plantas. De esta manera, las proteínas bacteriales virulentas y la planta huésped se involucran en una "carrera armamentista" sinfín.

"Una pregunta que todavía estamos tratando de responder es cómo a nivel molecular las proteínas bacteriales virulentas promueven la enfermedad ", dijo Ma. "Algunos científicos han mostrado que estas proteínas bloquean las vías de transducción de señales en la planta, que con el tiempo debilita la inmunidad de las plantas. Estamos introduciendo una nueva perspectiva sobre este tema, a saber, que los patógenos han desarrollado estrategias para atacar directamente la producción de compuestos antimicrobiales vegetales, tales como las isoflavonas, comprometiendo así el mecanismo de defensa de la planta."

Cerrando el Círculo.

De acuerdo con Ma, sus resultados se pueden extrapolar para entender cómo las plantas se defienden cuando son atacados por los patógenos. Ella tiene el agrado de retomar la investigación del primer estudió hecho por Noel Keen de la UC Riverside , la científica vegetal y pionera en Patología molecular de plantas, que hizo el trabajo pionero fundamental en la comprensión de cómo las isoflavonas y los compuestos derivados de isoflavona desempeñan un papel en la defensa de las plantas frente a la infección microbial.

"Este fue un tema importante del estudio de hace unos 30 años, pero luego el tema fue eliminado por los investigadores y ha perdido impulso ", dijo Ma. "Mi laboratorio está revisando ahora el problema. Por supuesto, todavía tenemos muchas preguntas para contestar. Necesitamos entender completamente cómo las isoflavonas cumplen con la función de proteger a las plantas para que podamos diseñar estrategias específicas encaminadas a mejorar la protección de la planta."

Mirando hacia el Futuro.

El Laboratorio de Ma también está interesado en la comprensión de lo que hacen los agentes patógenos y de lo que son. ¿Por qué es que entre las bacterias ecológicamente similares, algunas causan enfermedades mientras que otras no? Su laboratorio también está estudiando cómo las plantas desarrollaron mecanismos para protegerse de la infección, cómo los patógenos subvierten esta defensa y se convierten en virulentos de nuevo.

"Los patógenos estan atentos a las estrategias de lucha contra las enfermedades que utilizamos en la agricultura", dijo Ma. "Esta es la evolución en el trabajo. Pero con el conocimiento fundamental sobre cómo los patógenos que causan la enfermedad se puede desarrollar estrategias sostenibles y aplicables para combatir la enfermedad."

Fuente: UCR-News