La investigación básica muestra que diferentes longitudes de onda pueden alterar la patogenicidad de la mancha de trigo.

Los científicos del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) del USDA han puesto el foco en un hongo que causa una de las peores enfermedades del trigo en el mundo. Descubrieron que los hongos pueden sentir la luz y alteran la expresión de sus genes según el color de la luz.

“La mancha de Septoria tritici es una enfermedad importante del trigo que causa millones de dólares en pérdidas de cultivos en todo el mundo cada año”, dijo Stephen Goodwin , patólogo de plantas en la unidad de Investigación de Producción de Cultivos y Control de Plagas mantenido por el ARS en West Lafayette, IN. «Una mejor comprensión de la biología básica del hongo que causa esta enfermedad podría conducir a mejores métodos para reducir las pérdidas en el futuro».

Los científicos saben desde hace mucho tiempo que las plantas, los animales y muchos hongos pueden sentir y responder a la luz, pero no se sabe casi nada acerca de si el hongo que causa la mancha de septoria tritici tiene esta capacidad. Para probar si ese hongo ( Zymoseptoria tritici ) puede detectar y responder a diferentes longitudes de onda de luz, el equipo de Goodwin cultivó cultivos bajo luces blancas, azules y rojas y los comparó con cultivos de control que crecieron en la oscuridad.

Los resultados de las pruebas mostraron grandes diferencias en la expresión génica entre los tratamientos, lo que demuestra que el hongo puede sentir y mostrar diferentes respuestas según la longitud de onda de la luz.

“Se sabe que algunos de los genes con fuertes respuestas son importantes para la patogenicidad del trigo, lo que indica que la luz podría ser importante para el proceso de infección”, dijo Goodwin. “Muchos de los genes involucrados no tienen una función conocida, por lo que se desconoce la naturaleza completa de las respuestas. Pero saber que la luz es importante para la biología de este hongo podría ayudar a guiar el desarrollo de métodos mejorados para el control de enfermedades en el futuro”.

La mancha de Septoria tritici afecta a la mayoría de las áreas de producción de trigo en todo el mundo, dijo Goodwin. “Los genes de resistencia y los fungicidas pueden controlar las enfermedades, pero el hongo puede evolucionar rápidamente para superarlas, por lo que siempre se necesitan nuevos métodos. Saber que el hongo puede sentir y responder a la luz proporciona otra área de su biología a la que podríamos apuntar para comprender los mecanismos de defensa del huésped y diseñar nuevos fungicidas”.

Según Goodwin, las pérdidas de cultivos por la mancha de Septoria tritici promedian un 3-5% por año en los Estados Unidos, pero son mucho mayores en Europa y África. En 2021, la pérdida de cultivos de trigo de EE. UU. por esta enfermedad se estimó en $357 millones; los productores en Europa perdieron alrededor de 720 millones de euros (alrededor de $800 millones) en 2015.

“Nuestro experimento fue el primer paso para comprender la fotobiología de este patógeno”, dijo Goodwin. «Ahora necesitamos experimentos de seguimiento para ver cómo se expresan estos genes en la planta y comprender mejor el momento de su expresión y su relación con el proceso de la enfermedad».

Goodwin cree que su experimento podría guiar futuras investigaciones. Específicamente, dijo, los científicos necesitan aprender cómo la luz afecta la expresión génica durante un ciclo de 24 horas, sobre la velocidad de la respuesta, cuánta exposición a la luz se requiere para desencadenar un cambio y qué proteínas actúan como receptores de luz y cómo transmitir señales para alterar la expresión génica.

“Aunque asumimos que era cierto, ahora es bueno tener pruebas de que este hongo puede sentir y responder a la luz”, explicó Goodwin. “La fotobiología de los hongos fitopatógenos no se comprende bien. La mayoría de la gente sabe que las plantas responden a la luz, pero probablemente no sepa que los hongos también se ven afectados por la luz, aunque no la usen para la fotosíntesis”. Por Scott Elliott , Oficina de Comunicaciones del ARS.

Fuente: Mundo Agropecuario

La mayoría de las infecciones virales afectan negativamente la salud de un organismo, pero un virus vegetal en particular, el orthotospovirus de la necrosis venosa de la soja, a menudo denominado SVNV, en realidad puede beneficiar a un tipo de insecto que comúnmente se alimenta de plantas de soja y puede transmitir el virus a la planta, causando enfermedad, según la investigación de Penn State.

En un estudio de laboratorio , los investigadores de la Facultad de Ciencias Agrícolas de Penn State descubrieron que cuando los trips de la soja ( pequeños insectos que miden entre 0,03 y 0,20 pulgadas de largo) se infectaron con SVNV, tendieron a sobrevivir más tiempo y a reproducirse mejor que los trips que no estaban infectados.

Asifa Hameed, quien dirigió el estudio mientras completaba su doctorado en entomología en Penn State y ahora es científica principal de entomología en el Instituto de Investigación Agrícola Ayub en Multan, Pakistán, dijo que los hallazgos brindan información clave sobre cómo el virus se propaga en las plantas y afecta sus insectos huéspedes.

«Además de prolongar la vida de los insectos, la infección por SVNV también acortó el tiempo de duplicación de las poblaciones de trips de la soja», dijo Hameed. «Esto significa que las poblaciones de trips infectados crecieron mucho más rápido, lo que podría aumentar la propagación del virus a otras plantas de soja «.

Según los investigadores, que publicaron recientemente sus hallazgos en la revista Insects , la necrosis de las venas de la soja es una enfermedad que afecta a las plantas de soja y es causada por el SVNV. Puede propagarse por semillas infectadas o por trips de la soja infectados. Los trips contraen el virus como larvas al alimentarse de hojas infectadas y luego pueden transmitir el virus a otras plantas a través de su saliva, principalmente durante la edad adulta de los trips.

Una vez que una planta se infecta con el virus, el patógeno ataca primero las venas de las hojas y hace que se vuelvan amarillas. Este amarillamiento luego puede extenderse a otras partes de las hojas, que eventualmente pueden desarrollar lesiones marrones. Si la enfermedad progresa lo suficiente, las hojas se vuelven necróticas y se caen. SVNV también puede reducir la cantidad de aceite y proteínas en las semillas y puede disminuir la tasa de germinación y el peso de la semilla.

Cristina Rosa, profesora adjunta de virología vegetal en la Facultad de Ciencias Agrícolas, dijo que debido a que el virus fue descubierto en 2008 y por lo tanto es relativamente nuevo, no se sabe mucho sobre cómo predecir o manejar la enfermedad.

El virus de la soja puede dar a los insectos masticadores de plantas un impulso en la supervivencia

Síntomas de la enfermedad de la necrosis de la vena de la soja en soja infectada con trips de la soja alimentada con material infectado por el virus asociado a la necrosis de la vena de la soja. A y D: aclaramiento de la vena en las primeras etapas de la infección; B y E: virando a clorosis; C y F: virando a necrosis y expandiéndose a la mayor parte de la lámina foliar. Crédito: Asifa Hameed

«Dado que no existen curas para las plantas infectadas con virus, el control de los vectores de virus [trips] es una de las mejores opciones para el manejo de enfermedades virales», dijo. «Conocer la identidad, biología, propensión a la transmisión y cambios en el comportamiento y la fisiología de los trips que transmiten el virus de la necrosis de las venas de la soja es fundamental para diseñar programas de prevención de enfermedades de las venas de la soja y para calcular el umbral económico de cualquier intervención».

Para comenzar el estudio, los investigadores recolectaron trips de soya de los campos de soya en el Centro de Investigación Agrícola Russell E. Larson de Penn State antes de liberarlos en las plantas de soya en el laboratorio de los investigadores. Los trips y las plantas se monitorearon regularmente para detectar la infección por SVNV mediante pruebas de reacción en cadena de la polimerasa en tiempo real o PCR.

Luego, los investigadores monitorearon los trips a lo largo de dos generaciones, observando variables como la vida útil, la mortalidad, la fertilidad y la reproducción.

Después de analizar los datos, los investigadores encontraron que la etapa prepupal, así como la vida inmadura total y la vida adulta eran más cortas en los trips no infectados con el virus. En general, los trips infectados tendieron a sobrevivir más tiempo.

«También encontramos que los trips infectados tendían a producir más descendencia», dijo Hameed. «En promedio, las hembras no infectadas produjeron 84 huevos en promedio, mientras que las infectadas con SVNV produjeron 89».

Los investigadores también calcularon el tiempo de duplicación de la población, que es la cantidad de tiempo que tarda una población en duplicar su tamaño. Entre los trips no infectados, el tiempo de duplicación fue de alrededor de cuatro días. En la población infectada con SVNV, el tiempo de duplicación fue de solo medio día.

Si bien se necesita más investigación para comprender mejor la interacción entre los trips de la soja y el SVNV, los investigadores observaron que una posible explicación de por qué el SVNV resultó en una mayor supervivencia de los trips puede ser un aumento de aminoácidos en las plantas infectadas con el virus, lo que puede haber benefició a los insectos.

Fuente: Mundo Agropecuario