En invierno, las plantas bajan sus defensas contra patógenos

Un estudio que analizó la expresión de los genes halló que la capacidad de las plantas de resistir al ataque de enfermedades varía según el largo de los días. La investigación podría ayudar a mejorar las decisiones de manejo de los cultivos.

(SLT-FAUBA) Para sembrar sus cultivos, los agricultores toman una serie de decisiones agronómicas en función del ambiente. Así eligen variedades de diferentes ciclos (corto o largo) y fechas de implantación según las temperaturas y la humedad de cada zona, por ejemplo. Ahora, una nueva investigación aporta conocimientos que podrían modificar algunas de esas elecciones para mejorar la sanidad de los cultivos. Según un estudio publicado en la revista científica Plant Physiology, las plantas modifican sus defensas frente al ataque de patógenos según la duración del día y, por lo tanto, de acuerdo con la estación del año.

Jorge Casal

Como resultado de sus trabajos, los investigadores hallaron diferentes grupos de genes que modifican su expresión cuando están expuestos a días cortos o largos.

El trabajo, cuyo primer autor es Juan Ignacio Cagnola, docente de la Cátedra de Fisiología Vegetal de la Facultad de Agronomía de la UBA (FAUBA), se realizó con la planta modelo Arabidopsis thaliana y el hongo Botrytis cinerea (causante de la podredumbre gris), que afecta principalmente a los cultivos hortícolas. No obstante, los investigadores ya prevén ampliar los experimentos a otros patógenos y especies.

“Pensamos que vamos a encontrar un mecanismo similar, porque estas cuestiones básicas están presentes en todas las plantas”, explicó Jorge Casal, profesor titular en la Cátedra de Fisiología Vegetal  e investigador del Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas vinculadas a la Agricultura (IFEVA), quien es uno de los autores del estudio.

“Es sabido que la duración del día es uno de los reguladores fundamentales en la floración y en el ciclo de los cultivos. Si bien ésta es una condición importante, quisimos conocer qué otros aspectos no tan evidentes pueden estar cambiando en la planta relacionados con el fotoperíodo”, dijo Casal, quien también es investigador superior del CONICET y jefe del Laboratorio de Fisiología Molecular de Plantas del Instituto Leloir.

Como resultado de sus trabajos, los investigadores hallaron diferentes grupos de genes que modifican su expresión cuando están expuestos a días cortos o largos. Además, encontraron que gran parte de las funciones de estos genes se relacionan con el sistema de defensa de la planta, particularmente las que están mediadas por el ácido jasmónico.

“Eso nos permite proponer una hipótesis: si todos estos genes cambian, es probable que la planta esté modificando su capacidad de resistencia al patógeno, dependiendo de cuánto dura el día y, por lo tanto, de la estación del año”, explicó el investigador.

“Luego de realizar el análisis de expresión de genes, hicimos experimentos donde enfrentamos a la planta con el patógeno en días largos y cortos. Observamos que, en coincidencia con el patrón de expresión de genes, las plantas se enferman menos si el día era largo (que corresponden al verano), que si era corto”, detalló.

El trabajo se realizó con el hongo Botrytis cinérea, que afecta principalmente a los cultivos hortícolas.

¿Cómo podría aplicarse esta investigación? Según Casal, “agronómicamente solemos ajustar los cultivos a determinados zonas por cuestiones ecológicas, con ciclos largos o cortos, así como con siembras tempranas o tardías. En algunos casos, también se modifica la fecha de siembra para reducir la probabilidad que las plantas sufran ciertas enfermedades, pero haciendo hincapié en aspectos epidemiológicos de las enfermedades, es decir, qué condiciones ambientales favorecen que haya más o menos infección. Ahora tendríamos que tener en cuenta  que además las plantas no tienen los mismos niveles de defensa todo el año”.

El trabajo también buscó echar luz sobre los mecanismos que estaban detrás del fenómeno hallado. “Podríamos pensar que la planta de Arabidopsis se enferma menos si está expuesta a un día más largo y cuenta con más luz para realizar la fotosíntesis. Pero descartamos esa hipótesis porque al dejar que la planta hiciera fotosíntesis normalmente pero usando mutantes de receptores sensoriales de luz (llamados fitocromos y criptocromos) la respuesta se perdía. Esto indicaría que la planta no responde a la cantidad de energía, sino a las señales fotoperiódicas”.

Por último, Casal destacó que, como parte del trabajo, también se identificaron algunas proteínas que participan en este proceso, y apuntó que una de ellas, denominada DELLA, es conocida por haber estado involucrada en los cambios que tuvieron los cultivos en la Revolución Verde.

Acerca del autor

Juan Manuel Repetto
Juan Manuel Repetto
Periodista. Master en Periodismo Documental.

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