La ‘infección sigilosa’ del trigo

La ‘infección sigilosa’ del trigo. El Zymoseptria tritici es un hongo patógeno que produce una enfermedad conocida como septoria, una de las más destructivas para el cereal. Esta se empieza a manifestar en forma de manchas con puntos negros que se ven en primer lugar en las hojas más bajas y ascienden por la planta. Dichas manchas reducen la capacidad del trigo para realizar la fotosíntesis, causando una disminución significativa de su rendimiento que produce importantes pérdidas en cultivos de trigo, habiendo llegado en ocasiones a reducir el rendimiento al 50%.

Las paredes celulares de las plantas representan una gran barrera contra esta enfermedad, al proteger al cereal de los patógenos, pero hasta ahora se desconocían los componentes responsables de esta actividad. En este marco tres investigadores del grupo FISIOVEGEN de la Universidad de León participan en una investigación con la que se ha podido identificar un mecanismo clave que permite a Zymoseptoria tritici infectar a la planta de manera efectiva.

«El objetivo de este estudio es comprender el mecanismo y las herramientas que este hongo utiliza para infectar las plantas de trigo con vistas a desarrollar planes de prevención de la enfermedad», apunta Diego Rebaque, doctor en Biotecnología de Plantas y e investigador postdoctoral de la ULE.

«El aspecto principal que hemos observado es uno de los mecanismos que el hongo lleva a cabo para infectar de forma sigilosa a la planta. Pero además, se muestran otros aspectos clave, como el uso de metodología vanguardista para el estudio molecular de la interacción planta-patógeno y la identificación de moléculas activadoras de inmunidad de plantas».

Con este nuevo proyecto lo que han visto es que el patógeno en una etapa inicial de la infección, tras colonizar la planta, regula la producción de ciertas herramientas que posee para evitar que el trigo detecte su presencia.

«El hongo posee unas herramientas para ‘desmantelar’ los tejidos de la planta y alimentarse de ella, pero estas producen unas moléculas que el cereal es capaz de detectar para activar sus mecanismos de inmunidad y defensa. Lo que hace el Zymoseptria tritici es que en los pri-meros días de infección evita la producción de estas herramientas, coloniza la planta sin que esta active la respuesta de defensa, y cuando ya se ha extendi-do por toda la hoja del trigo, desata todo su arsenal de herramientas de ‘desmantelado’. En ese punto tardío, el hongo está ya tan extendido que, aunque la planta active las alarmas, es demasiado tarde para frenar su avance».

La iniciativa surge de la convergencia del trabajo de la tesis doctoral de este investigador en el grupo FISIOVEGEN en la que exploraban moléculas acti-vadoras de la inmunidad de plantas, y el trabajo del grupo de Andrea Sáchez-Vallet, de la Universidad Politécnica de Madrid, que habían dado con un enzima del hongo que podría estar relacionada con la aparición de esas moléculas durante la interacción de la planta y el hongo.

«Este trabajo, aunque en par-te ya había comenzado con anterioridad en el Institute of Integrative Biology de Zurich, tuvo como núcleo central la universidad madrileña donde yo me incorporé en 2021. El trabajo también pasó por el Royal Institute of Technology de Estocolmo donde tuve la oportunidad de desarrollar nuevas técnicas para el estudio de la interacción planta-patógeno y contó en paralelo con la colaboración esencial de la Universidad de León. Así, los resultados son fruto de una gran colaboración internacional», remarca.

«El trigo es uno de los cultivos más importantes a nivel mundial. Junto con otros cultivos como el maíz, el arroz y la caña de azúcar suponen la mitad de toda la producción agrícola mundial. Por ello las enfermedades de este tipo, que producen pérdidas importantes, ponen en riesgo la seguridad alimentaria. Esta situación se ve agravada en un panorama global donde las condiciones climáticas son cada vez más impredecibles debido entre otras cosas al cambio climático. Por tanto, explorar y desarrollar estrategias novedosas y sostenibles para la protección de cultivos se hace cada vez más necesario».

Actualmente, el proyecto sigue en activo, tratando de conocer la interacción planta-patógeno en el caso de trigo y Zymoseptoria tritici para poder diseñar y desarrollar métodos sostenibles de protección. Parte de los resultados obtenidos les han llevado a verificar ciertas moléculas de origen vegetal como activadores de las defensas de trigo.

Llevar ese conocimiento a una implementación real en cultivos de ‘bio-protectores’ basados en estas moléculas es parte del futuro que se plantean para continuar con la investigación.

Debido a esto los hallazgos del estudio son de gran relevancia de cara a poder desarrollar nuevas estrategias de protección de los cultivos.

Su estudio, además de demostrar que el hongo utiliza la represión de la enzima ZtGH45 para evitar la detección por parte de la planta, también probó que el pretratamiento de las plantas de trigo con MLG43 contribuye a una mayor resistencia contra el patógeno.

«Llevar ese conocimiento a una implementación real en cultivos de ‘bio-protectores’ basados en estas moléculas es parte del futuro que nos planteamos para continuar con el estudio», incide.