El hallazgo fue liderado por científicos argentinos y abre el camino para el desarrollo de cultivos resistentes a la “mancha bacteriana”, una plaga de los cultivos de arroz, papa, tomate, cebolla y kiwi, entre otros.
(Agencia CyTA-Fundación Leloir)-. La bacteria responsable de la “mancha bacteriana”, una enfermedad vegetal que provoca pérdidas millonarias a productores de arroz, papa, tomate, cebolla, kiwi y muchos otros cultivos, afecta el reloj biológico de las plantas para que sean más vulnerables al ataque.
Así lo comprobó un equipo internacional de científicos liderado por investigadores argentinos, quienes afirman que el hallazgo permitiría desarrollar a futuro cultivos resistentes contra esta plaga.
“La expectativa sería aumentar el rendimiento de los cultivos y la seguridad de los alimentos en nuestro país y el mundo”, afirma Marcelo Yanovsky, director del estudio y director del Laboratorio de Genómica Vegetal de la Fundación Instituto Leloir (FIL).
Hace más de 20 años que se investiga el control que ejerce el reloj biológico sobre el sistema inmune de las plantas. Según explica Yanovsky, los científicos ya saben que las plantas de interés agroeconómico, como tomate y arroz, presentan oscilaciones en sus niveles de susceptibilidad frente a patógenos bacterianos y fúngicos según las horas del día: por lo general, son más resistentes por la mañana que por la noche.
“Se cree que esta regulación circadiana, controlada por el reloj biológico, es una adaptación de las plantas debido a que sus patógenos suelen dispersarse e infectar a primeras horas del día. Es como si las plantas estuviesen anticipando el ataque”, señala María José de Leone, primera autora del avance e investigadora postdoctoral del CONICET en el grupo de Yanovsky.
Lo novedoso y original del nuevo trabajo es que constató el rápido efecto del ataque de la bacteria causante de la mancha bacteriana, Pseudomonas syringae, sobre el funcionamiento del reloj, que contribuye a debilitar el sistema de defensas de las plantas.
El experimento fue realizado en Arabidopsis thaliana, un modelo vegetal que comparte genes con trigo, maíz y otros cultivos de importancia. Y los investigadores identificaron que alrededor de una hora después de la infección bacteriana, se manifiesta un efecto sobre la regulación en la expresión de más de la mitad de los genes centrales del reloj biológico, lo cual reduce indirectamente la capacidad de su sistema inmune. “La bacteria podría así ganar una ventaja en el proceso infectivo”, afirmó de Leone.
Por otra parte, caracterizando una planta mutante que presentaba deficiencias en los mecanismos de defensa y alteraciones en los ritmos circadianos, los investigadores encontraron que el vínculo entre el reloj circadiano y las defensas de las plantas depende de genes que codifican proteínas que modulan el tráfico de macromoléculas entre el núcleo y el citoplasma celular.
“Entender la interacción a nivel molecular o celular de los patógenos y las plantas es fundamental para desarrollar aplicaciones que mejoren la productividad del sector agro”, concluyó Yanovsky, también investigador del CONICET.
Del estudio, publicado en Current Biology, también participaron Esteban Hernando Daniel Careno y Ana Faigón Soverna, del equipo de Yanovsky; Martín Vázquez, del Instituto de Agrobiotecnología de Rosario (INDEAR) y del CONICET; Nicolás Bologna, del Centro de Investigación en Genómica Agrícola (CRAG), en Barcelona, España; Andrés Romanowski, del Instituto de Ciencias Moleculares de las Plantas, de la Universidad de Edimburgo, en el Reino Unido; y Hequan Sun y Korbinian Schneeberger, del Instituto Max Planck para la Investigación del Mejoramiento Vegetal, en Colonia, Alemania.
Marcelo Yanovsky, director del estudio, y María José de Leone, primera autora del trabajo, ambos investigadores del Instituto Leloir y del CONICET.
Los investigadores realizaron experimentos con Arabidopsis thaliana, un modelo vegetal que comparte genes con trigo, maíz y otros cultivos de importancia.