La batata usa un solo olor para advertir a sus vecinos del ataque de insectos
Una sola sustancia volátil puede ser suficiente para inducir una respuesta de defensa en las batatas a los herbívoros. Los investigadores han identificado esta sustancia y han demostrado que el mecanismo no sólo se limita a la propia planta atacada, sino que también alerta a las plantas vecinas no afectadas para que se defiendan de los atacantes. Esta respuesta es específica y no se observa en todos los cultivares de batata. Los resultados del estudio son de interés para la cría de cultivares de batata resistentes.
Las batatas (Ipomoea batatas) son cada vez más populares: Ya sea en sopa o como patatas fritas, compiten cada vez más con las patatas "normales" que, sorprendentemente, sólo están lejanamente relacionadas. Aunque económicamente no es tan importante como la papa a nivel mundial, la batata tiene un mayor valor nutricional y es más rica en vitaminas. Particularmente en Asia, el cultivo es una fuente importante de nutrientes. Al igual que en el caso de las patatas, existen diferentes variedades de batatas, todas ellas con características propias. Incluso los cultivares cultivados en el campo bajo condiciones similares pueden diferir notablemente con respecto al ataque de insectos. En estudios anteriores, un cultivar conocido como Tainong 57 había demostrado una mayor resistencia a los herbívoros de campo en comparación con el cultivar conocido como Tainong 66. Cuando son atacadas, las hojas de las plantas emiten un olor distintivo. Los investigadores del Instituto Max Planck de Ecología Química en Jena, Alemania, y de la Universidad Nacional de Taiwán querían averiguar si la alta resistencia a los insectos en un cultivar estaba relacionada con este olor. En especial, querían saber si las batatas tienen mecanismos para activar las respuestas de defensa a través de señales volátiles, como se describe en otras especies de plantas.
Primero los científicos examinaron lo que sucede en una planta después de que ha sido atacada por los herbívoros. Las plantas del cultivar resistente sintetizan una hormona vegetal en las hojas heridas que es importante para activar los mecanismos de defensa. Estas plantas también emiten un ramo de olores. Como resultado, se forma una sustancia (esporamina) en las hojas de Tainong 57 que no se ven directamente afectadas por el ataque. La esporamina inhibe las enzimas digestivas en los insectos atacantes y hace que los herbívoros pierdan completamente el apetito. Al mismo tiempo, la esporamina es la proteína de almacenamiento dominante en el tubérculo y la razón por la cual los camotes deben ser cocinados antes de ser consumidos. En el ramo de olores, sólo una sola sustancia, DMNT, es responsable de esta respuesta de defensa: "El DMNT es un compuesto de terpenos y huele casi a bálsamo de hierbas. Uno podría imaginarlo como una fragancia usada en una sauna", dice Anja Meents, primera autora del estudio e investigadora doctoral en el MPI de Ecología Química, describiendo la fragancia. El DMNT desencadena la formación de la proteína de defensa no sólo en la planta afectada sino también en las plantas vecinas que aún no han sido atacadas por los herbívoros. Estas plantas son capaces de percibir el olor de forma rápida y eficaz para prepararse para hacer frente a la amenaza inminente.
Para nuestra sorpresa, un solo volátil es suficiente para inducir una reacción de defensa específica en una planta de camote del cultivar Tainong 57". Además, la misma sustancia es utilizada simultáneamente por la planta para comunicarse con las plantas vecinas con el fin de transmitir información importante", señala Axel Mithöfer, jefe del Grupo de Investigación de Fisiología de Defensa Vegetal. Curiosamente, sólo las plantas del resistente cultivar Tainong 57 liberaron DMNT en altas concentraciones y fueron capaces de percibir el olor. Por el contrario, las plantas del cultivar Tainong 66 liberaron significativamente menos DMNT; incluso cuando el nivel de DMNT aumentó, las plantas de este cultivar de batata sensible a los herbívoros fueron incapaces de mejorar la efectividad de su respuesta de defensa.
"Nuestros resultados son de gran importancia agrícola, porque el cultivo consistente de cultivares resistentes, como el Tainong 57, podría ayudar a reducir considerablemente el daño causado por los herbívoros de manera natural", explica Meents, indicando el potencial práctico del estudio. El desarrollo de cultivares que liberan mayores cantidades de DMNT y que pueden percibirlo de manera más eficiente en comparación con los cultivares del estudio podría minimizar aún más el uso de plaguicidas.
En estudios adicionales, el equipo de investigadores quisiera examinar más de cerca cómo Tainong 57 percibe el DMNT y transfiere la señal a una respuesta de defensa.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Meents, A. K., Chen, S.-P., Reichelt, M., Lu, H.-H., Bartram, S., Yeh, K.-W., Mithöfer, A. (in press). Volatile DMNT systemically induces jasmonate-independent direct anti-herbivore defense in leaves of sweet potato (Ipomoea batatas) plants. Scientific Reports, 9, 17431,
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