Patatas con las antenas adecuadas
Origen de una nueva resistencia amplia al tizón tardío en parientes silvestres de la patata
En todo el mundo se pulverizan enormes cantidades de productos fitosanitarios para controlar el tizón de la patata(Phytophthora infestans). Es preciso conocer mejor los mecanismos de resistencia de la patata para que su cultivo sea más sostenible. Los investigadores de la Universidad e Investigación de Wageningen, junto con sus colegas de Tubinga y Norwich, han dado ahora un paso importante. Su investigación se ha publicado en la prestigiosa revista científica Science.
"Hay una continua carrera armamentística entre la planta de la patata y Phytophthora", dice Vivianne Vleeshouwers, científica de plantas de la Universidad e Investigación de Wageningen. La planta se defiende ferozmente. Una invasión del "hongo" (en realidad un oomiceto) desencadena inmediatamente una serie de respuestas de defensa, como hacer morir parte de una hoja de forma controlada para detener el avance de la enfermedad. Sin embargo, Phytophthora es capaz de eludir repetidamente estas defensas mediante mutaciones.
Reconocer la enfermedad
Para defenderse, lo primero que tiene que hacer la planta es reconocer al patógeno. "La planta tiene receptores para ello, una especie de antenas. Estos se unen a pequeños trozos de proteína de Phytophthora, que es la señal de que algo va mal. Es entonces cuando entran en acción las respuestas de defensa. Por eso es muy importante que la planta detecte la enfermedad y tenga los receptores adecuados para activar sus defensas", explica Vleeshouwers.
Estos receptores se encuentran dentro o fuera de la célula. Los receptores del interior de la célula están codificados por genes R específicos (R significa resistencia), y los mejoradores de patatas los aprovechan. Desarrollan variedades resistentes seleccionando estos genes R. Sin embargo, el problema es que la Phytophthora consigue romper esa resistencia, una y otra vez.
"Se sabe mucho menos sobre los receptores del exterior, de la superficie celular, los receptores PRR. Estos receptores impulsan respuestas inmunitarias más generales", afirma Vleeshouwers. Los fitomejoradores centran actualmente su atención en los genes R, pero se necesita más investigación fundamental para poder beneficiarse de respuestas de defensa menos específicas por parte de los PRR.
Para ello, la Universidad e Investigación de Wageningen está cooperando con la Universidad de Tubinga (Alemania) y el Laboratorio Sainsbury de Norwich (Reino Unido).
PERÚ
Vleeshouwers: "Hemos estado estudiando un tipo específico de receptor PRR llamado PERU. Se une a una parte especial de la proteína de Phytophthora , Pep-13, que hace que la planta de la patata reconozca la enfermedad. En general, se suponía que los receptores PRR apenas cambian con el tiempo (un ejemplo bien conocido es el receptor muy estable que reconoce los flagelos de las bacterias). Pero hemos descubierto que el PERU presenta una evolución dinámica y cambia mucho más deprisa que los receptores PRR más conocidos. Se trata de un descubrimiento totalmente nuevo".
Según Thorsten Nürnberger, codirector de la investigación en el Centro de Biología Molecular de Plantas (ZMBP) de la Universidad de Tubinga, los resultados de la investigación demuestran que la evolución de los receptores inmunitarios de la superficie celular de las plantas (los receptores PRR) es mucho más compleja de lo que se pensaba. "No existe una única versión de este receptor, sino varias variantes que pueden reconocer diferentes moléculas de unión (las proteínas de Phytophthora, ed.). Se trata de un hallazgo completamente nuevo".
Una mirada al pasado
"Varias especies de patatas silvestres tienen variantes de PERU. Tenemos esas plantas en nuestra colección y podemos mirar atrás en el tiempo, por así decirlo, para averiguar cómo evolucionaron", dice Vleeshouwers. "Una vez que entiendes su evolución, puedes buscar formas de traducirla en aplicaciones. Seleccionando los receptores adecuados, se puede aumentar la resistencia de la planta a la enfermedad".
Al mirar atrás en el tiempo, los investigadores pudieron rastrear los orígenes de la evolución de la planta: los Andes. El receptor se llama PERU, que son las siglas de Pep-13 Receptor Unit. Pero, por supuesto, también hace referencia al país de origen. Además, la primera autora del artículo de Science, la estudiante de doctorado Yerisf Torres Ascurra, es peruana.
Cultivo sostenible
Esta visión de este tipo de receptores (y sin duda vendrán más) allana el camino para la patata sostenible del futuro. Esta planta tendrá genes específicos de resistencia, así como respuestas defensivas generales mejoradas.
"Antes de hoy, los mejoradores se centraban en los genes R. Sin embargo, la resistencia que ofrecen se ve constantemente frustrada. Estudiando cómo sobreviven las especies silvestres de patata en un entorno en el que las enfermedades las asaltan constantemente, podemos descubrir qué mecanismos utilizan, y luego introducirlos en nuestras propias variedades de patata", concluye Vleeshouwers.
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
Yerisf C. Torres Ascurra, Lisha Zhang, AmirAli Toghani, Chenlei Hua, Nandeesh Jalahalli Rangegowda, Andres Posbeyikian, Hsuan Pai, Xiao Lin, Pieter J. Wolters, Doret Wouters, Reinhoud de Blok, Niels Steigenga, Maxence J. M. Paillart, Richard G. F. Visser, Sophien Kamoun, Thorsten Nürnberger, Vivianne G. A. A. Vleeshouwers; "Functional diversification of a wild potato immune receptor at its center of origin"; Science, Volume 381
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