CIENCIAS BIOLÓGICAS Y DE LA SALUD
Describen los mecanismos de bacterias protectoras de cultivos agrícolas
Fueron aisladas del cinturón hortícola de La Plata. Viven dentro de las plantas y las ayudan a defenderse de dos hongos muy agresivos
En línea con la búsqueda de alternativas para sustituir o al menos limitar el uso de plaguicidas químicos, un grupo de científicos locales acaba de descubrir el modus operandi de cepas de bacterias que promueven respuestas beneficiosas en ciertas plantas contra la infección de dos especies de hongos que pueden matarlas en pocos días. “Nuestros estudios son a nivel molecular y bioquímico para conocer los mecanismos que hacen que el vegetal alcance un mejor estado general para hacerle frente al ataque de este tipo de agentes patógenos, causantes de enfermedades devastadoras”, relata María Marina, investigadora del CONICET en el Instituto Tecnológico de Chascomús (INTECH, CONICET-UNSAM-asociado a CICPBA) y primera autora de un trabajo que acaba de salir en la revista Plant Molecular Biology.
La investigación que culminó con los resultados publicados comenzó hace seis años, a lo largo de los cuales un equipo de científicos se concentró en buscar alternativas para combatir a dos hongos que hacen estragos en el cordón frutihortícola de la ciudad de La Plata. Se trata de especies que producen una sustancia llamada ácido oxálico como mecanismo de acción para enfermar a la planta: Botrytis cinerea y Sclerotinia sclerotiorum. “Nuestro objetivo inicial fue encontrar bacterias endofitas, es decir que viven dentro del tejido vegetal, que tuvieran la capacidad de degradar dicho compuesto, y hallamos dos cepas de Stenotrophomonas que habitan en la rizosfera, la porción de suelo que está en contacto inmediato con la raíz. Las aislamos de cultivos de tomate y las llevamos al laboratorio para comenzar con los experimentos que nos mostrarían si efectivamente eran beneficiosas o no”, agrega Marina.
Los ensayos se hicieron con una planta llamada Arabidopsis thaliana, una de las más estudiadas del mundo y que por eso mismo se utiliza como modelo para trabajar en el laboratorio. “Aunque no es comestible, tiene una serie de ventajas que la hacen ideal para las etapas de experimentación antes de pasar a otros organismos específicos: es pequeña, tiene un ciclo de desarrollo corto, se conoce todo su genoma y es fácilmente modificable a nivel genético”, explica la investigadora. De este modo, el grupo del INTECH pudo inocular la bacteria en ejemplares sanos de la especie herbácea y observar las respuestas y los mecanismos moleculares que se disparan. El paso siguiente fue introducir los hongos para evaluar la resistencia a la infección.
“Estos patógenos son muy agresivos: si la planta es pequeña, la matan al cabo de una semana. Si es adulta, pueden tardar un poco más. En el caso de los frutos también son sumamente dañinos ya que le otorgan un medio de crecimiento ideal gracias a la gran cantidad de hidratos de carbono que los hongos utilizan como fuente de energía”, cuenta la investigadora. Si bien la presencia de la bacteria no impide que la infección ocurra, el estudio comprobó que reduce las lesiones en los tejidos y aporta mejores condiciones para continuar su desarrollo.
Ambas especies de hongos son muy promiscuas, es decir que atacan a múltiples tipos de cultivos. “Más de 200 en el caso de B. cinérea y de 400 en el de S. sclerotiorum, entre ellos lechuga, tomate, pimiento y alcaucil”, explica Lía Ronco, docente de la Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales de la Universidad Nacional de La Plata (FCAyF, UNLP) y con una extensa trayectoria profesional en temas de sanidad vegetal en la Estación Experimental de Gorina del Ministerio de Agroindustria de la Provincia de Buenos Aires. “Lo que producen es una podredumbre que generalmente provoca la muerte del hospedante o de los órganos afectados. Se presentan principalmente en primavera y otoño porque requieren alta humedad y una temperatura fresca, de 15 a 20 grados centígrados”, agrega.
Actualmente, el grupo avanza hacia una etapa más aplicada y está estudiando algo similar en cultivos de frutilla pero con bacterias específicas de sus hojas y frutos. Una vez que las haya descripto, las enfrentará directamente a B. cinérea, su principal patógeno, para ver si en condiciones de laboratorio y fuera de la planta logran inhibir la infección. Después, pasará a ver qué sucede dentro del vegetal. Pero si estos microorganismos aislados efectivamente ya existen en la frutilla, ¿por qué no sirven por sí solos para defenderla del hongo? “Esto ocurre porque naturalmente se encuentran, pero en cantidades insuficientes. Entonces, si comprobamos que sus capacidades se traducen en efectos beneficiosos para el cultivo, probaríamos introducirlas en mayor número para que puedan actuar”, concluye Marina.
Eventualmente, lo ideal sería poder desarrollar un biocontrolador en base de estas bacterias beneficiosas que no tenga efectos adversos para ningún otro organismo. Al respecto, Ronco asegura que “si bien el uso de plaguicidas es una medida muy arraigada en el medio productivo, hoy la tendencia es reemplazar el concepto de control por el de manejo integrado de enfermedades (MIE)”. Así, en lugar de la aplicación de medidas para erradicar el organismo causante de una enfermedad –continúa la especialista– “lo que implica es un proceso continuo de eventos consistentes en la selección y uso de técnicas orientadas a reducir las enfermedades a un nivel tolerable, que incluyen aspectos culturales, químicos, físicos, genéticos y biológicos”.
Por Mercedes Benialgo
Referencia bibliográfica:
Vilas, J. M., Romero, F. M., Rossi, F. R., Marina, M., Maiale, S. J., Calzadilla, P. I., ... & Gárriz, A. (2018). Modulation of plant and bacterial polyamine metabolism during the compatible interaction between tomato and Pseudomonas syringae. Journal of plant physiology, 231, 281-290. https://doi.org/10.1016/j.jplph.2018.09.014
Sobre investigación:
María Marina. Investigadora adjunta. INTECH.
Fernando F. Romero. Investigador asistente CICPBA. INTECH.
Natalia M. Villarreal. Investigadora adjunta. INTECH.
Andrés Medina. Becario doctoral. CIC.
Andrés Gárriz. Investigador adjunto. INTECH.
Franco R. Rossi. Investigador asistente. INTECH.
Gustavo A. Martínez. Investigador principal. INTECH.
Fernando L. Pieckenstain. Investigador independiente. INTECH.