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Nuevos métodos sostenibles para la protección frente a plagas de los cultivos

Nuevos métodos sostenibles para la protección frente a plagas de los cultivos

Un estudio en el que participan investigadores del CBGP-UPM propone nuevos métodos sostenibles para la protección frente a plagas y patógenos empleando moléculas derivadas de la pared celular de las plantas capaces de activar su respuesta inmune.

Las enfermedades de los cultivos vegetales tienen consecuencias devastadoras para la agricultura, causando pérdidas de hasta el 30% en algunos casos. En la actualidad, numerosos científicos trabajan en mejorar la resistencia a las enfermedades de los cultivos mediante el avance del conocimiento del sistema inmune de las plantas.

Un estudio en el que ha participado investigadores del Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas (CBGP) de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) y el Instituto Nacional de Tecnología Agraria de MadridInstituto Nacional de Tecnología Agraria de Madrid (INIA) y de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica, Alimentaria y de Biosistemas (ETSIAAB) de la UPM,  ha descubierto que las empresas del sector agrario podrían usar extractos inmunoactivos obtenidos a partir de paredes celulares vegetales para desarrollar tratamientos que mejoren la protección de cultivos frente a patógenos y plagas de manera sostenible.

El grupo de investigación tiene como objetivo principal comprender el papel de la pared celular en la regulación de las respuestas de resistencia de las plantas a los patógenos.

Para lograrlo, en primer lugar, seleccionaron una colección de mutantes con alteraciones en la composición/estructura de sus paredes celulares y analizaron su resistencia a diferentes patógenos.

“Nuestros resultados respaldan el potencial uso de formulaciones basadas en moléculas derivadas de la pared celular que desencadenan respuestas inmunes”, ha explicado Antonio Molina, investigador del CBGP-UPM.

“El uso de tales formulaciones podría presentar un tratamiento simple, sostenible y efectivo para proteger los cultivos contra enfermedades causadas por microorganismos y otros estreses ambientales”, ha apuntado Molina.

 

Resultados de la investigación

La investigación se centró en el gen “Arabidopsis Response Regulator 6” (ARR6), que está involucrado en las respuestas mediadas por las hormonas vegetales conocidas como citoquininas.

Los investigadores demostraron que ARR6 es en realidad un regulador de la composición de la pared celular y de las respuestas de resistencia de la planta modelo Arabidopsis thaliana contra diferentes patógenos que causan enfermedades importantes en los cultivos. Este descubrimiento refuerza el papel de la pared celular de la planta en la modulación de respuestas inmunes específicas.

“Hemos identificado fracciones de la pared celular del mutante ARR6 enriquecidas en pectinas que tienen una mayor actividad para desencadenar respuestas de defensa en las plantas de Arabidopsis“, ha afirmado Molina, añadiendo que este hallazgo indica que las paredes celulares del mutante ARR6 tienen una composición diferencial a las de las plantas de tipo silvestre, y que podrían contener moléculas que contribuyen a la respuesta de resistencia diferencial a los hongos y bacterias observadas en estas plantas.

Esto apunta a la existencia de numerosos nexos entre la composición de la pared, la señalización de inmunidad innata y la resistencia a las enfermedades.

El grupo de investigación se ha sorprendido al descubrir que las respuestas de resistencia diferencial activadas en plantas ARR6 no eran las respuestas “clásicas” de resistencia a enfermedades caracterizadas hasta ahora.

Esto indica que se descubrirán nuevos mecanismos defensivos asociados con la alteración de la composición de la pared celular, como las respuestas inmunes descritas en su artículo “Arabidopsis Response Regulator 6 (ARR6) Modulates Plant Cell-Wall Composition and Disease Resistance,” publicado en “Molecular Plant-Microbe Interactions” (MPMI).

En el trabajo han participado también investigadores de la Universidad de Toulouse, del Laboratorio de Investigación de Ciencias Vegetales de la Universidad Paul Sabatier (ambas en Francia), del Real Instituto de Tecnología (KTH, Suecia) y de la Universidad de Adelaida (Australia).