Descubren los mecanismos de acción de un hongo devastador para el trigo

Se la conoce como piriculariosis, quemado o brusone y es una de las enfermedades más importantes que atacan al trigo. Causada por el hongo Magnaporthe oryzae, afecta el desarrollo de ese cereal en sus distintas etapas, desde la semilla hasta las espigas, lo que supone una gran amenaza para su producción y, consecuentemente, tiene un severo impacto económico. Originaria de América del Sur –fundamentalmente establecida en Brasil, Bolivia y Paraguay–, su presencia ya ha sido reportada en Bangladesh y otros países de Asia y África, adonde llegó por la importación de semillas y tuvo efectos devastadores, y en Argentina y Uruguay está presente en campos destinados al cultivo de trigo y cebada.

Los riesgos que implica en materia comercial llevaron a distintos grupos de investigación del mundo a encender las alarmas y estudiar cómo es el proceso de transmisión del patógeno desde las semillas hasta las plantas adultas para contrarrestar su acción. Es el caso de un equipo de científicos del CONICET La Plata que se desempeña en el Centro de Investigaciones en Fitopatologías (CIDEFI, UNLP-CICPBA), que acaba de publicar un artículo en la revista Plant Pathology, realizado en colaboración con colegas de la Universidad RWTH de Aachen, Alemania, en el que revelan los mecanismos de acción en cada estadio de crecimiento.

“Es una enfermedad que provoca daños en cada estadio del ciclo de cultivo: en las semillas, inhibe la germinación; en las plantas provoca unas manchas características en las hojas que afectan la fotosíntesis; y el síntoma más importante es en la espiga, donde se produce un blanqueamiento total o parcial a causa de la infección en el raquis, es decir eleje principal, ya que se bloquea el traslocamiento de fotoasimilados –sustancias generadoras de energía–, entonces los granos no se forman o se forman mal, bajos en peso y tamaño, lo que reduce su calidad harinera”, describe Sergio Iván Martínez, becario del CONICET en el CIDEFI y primer autor del trabajo. “Los factores que facilitan su dispersión son, sobre todo, temperatura y humedad. Pero se trata además de un hongo que tiene una gran plasticidad, muta y se va adaptando a otras condiciones climáticas, lo que favorecería su llegada a áreas donde hoy no está”, agrega.

Convocado por la Fundación Alexander von Humboldt, en 2019 Martínez realizó una estadía de seis meses en la mencionada universidad alemana, donde en conjunto con el grupo de Fisiología Vegetal local estudió el ciclo de infección del hongo y la transmisión desde las semillas hasta las espigas. “Para poder visualizarlo, primero tuvimos que hacer un novedoso procedimiento de transformación genética, en el que introducimos un gen que codifica una proteína que hace que el hongo exprese un color rojo fluorescente y pueda verse en el microscopio, diferenciándolo además de otros hongos que ya están presentes en la planta”, describe Analía Perelló, investigadora del CONICET en el CIDEFI, directora de tesis de Martínez y también autora del trabajo: “Esto nos permitió observar todas las etapas de crecimiento y desarrollo del hongo dentro de la planta, desde la semilla hasta la etapa adulta. Usamos una variedad de trigo denominada Apogee que fue creada por la NASA para hacer pruebas de siembra en naves espaciales, que tiene un ciclo de floración de 25 días, en comparación a los que tenemos en el país que tardan seis 6 meses. Lo corto del ciclo nos facilitó hacer más repeticiones de los ensayos en el breve lapso que estuvimos en Alemania”.

Los experimentos permitieron concluir que las espigas de trigo procedentes de semillas infectadas no solamente desarrollan semillas con síntomas visibles, sino también otras aparentemente sanas pero contaminadas interiormente: “Son asintomáticas, sin manifestación externa de la enfermedad, y son las más peligrosas, porque se comercializan sin saber que en su interior portan al patógeno. Entonces, al llegar a terrenos con las condiciones ambientales proclives generan la dispersión de la enfermedad”, comenta Perelló. “En este trabajo aportamos información novedosa, bajo la premisa de conocer para controlar un patógeno que puede llegar a ser devastador para nuestros cultivares de trigo. Lo que buscamos es alertar sobre la necesidad de una estrategia sanitaria de control y prevención temprana. Que se haga un análisis minucioso de las semillas que se van a utilizar para la siembra, para prevenir así el establecimiento y dispersión del patógeno”, afirma Martínez.

Según comentan los investigadores, la amplia capacidad de mutación de este hongo vuelve infructuoso el control tradicional basado en productos químicos. Es por ello que el fin último de sus trabajos se orienta al manejo de estas enfermedades utilizando antagonistas microbianos de los agentes nocivos, lo que se conoce como control biológico. “Mi tesis doctoral apunta a encontrar alternativas sustentables y ecológicas, usando microorganismos benéficos y sustancias naturales que permitan, por un lado, reducir el uso de fungicidas o productos químicos sintéticos y, por otro, controlar al patógeno”, explica Martínez. El becario ya pudo probar inicialmente la efectividad del método utilizando dos hongos antagonistas de M. oryzae más un aceite esencial de la planta Lippia Alba y un extracto acuoso de ajo: “En pruebas preliminares, logramos una muy alta efectividad comparada con la de los fungicidas comerciales”, destaca para finalizar.

Por Marcelo Gisande.

Sobre entrevista:

Sergio Iván Martínez. Becario doctoral. CIDEFI.

Alex Wegner. Universidad RWTH, Alemania.

Stefan Bohnert. Universidad RWTH, Alemania.

Ulrich Schaffrath. Universidad RWTH, Alemania.

Analía Perelló. Investigadora principal. CIDEFI.

Referencias bibliográficas:

Martinez, S. I., Wegner, A., Bohnert, S., Schaffrath, U., & Perelló, A. (2021). Tracing seed to seedling transmission of the wheat blast pathogen Magnaporthe oryzae pathotype Triticum. Plant Pathology. DOI: https://doi.org/10.1111/ppa.13400