Nuevos hallazgos sobre virulencia de Botrytis cinerea prometen mejorar las alternativas de control

El estudio, realizado por un equipo de la Universidad Católica de Chile (Núcleo Milenio FISB), permitió determinar que en condiciones de exceso de luz este hongo exhibe un menor potencial patogénico, lo que ayudará a que las aplicaciones de productos para enfrentar a este patógeno sean más eficientes.

file_20150818085954

El hongo necrotrófico Botrytis cinerea es una de las amenazas más temidas por los agricultores de Chile y el mundo, debido a que afecta a más de 200 especies vegetales. Una de las más perjudicadas es la uva de mesa, cuyas pérdidas en el peor de los casos pueden llegar a 40% de producción.

Si bien el uso de productos químicos o naturales se ha transformado en la alternativa más común para combatir a este indeseable patógeno, muchas veces existe inseguridad de parte de los productores respecto a la hora del día en que es más conveniente realizar las aplicaciones para que éstas tengan mayor efectividad.

Tras cinco años de investigación, en el laboratorio del Dr. Luis Fernando Larrondo —profesor asociado de la Pontificia Universidad Católica— se demostró que bajo condiciones de luz excesiva el hongo presenta hasta 75% menos de capacidad de virulencia si se compara con la lesión que puede generar bajo condiciones de ciclo luz-oscuridad u oscuridad constante.

Se trata de un descubrimiento que no sólo les permitirá a los agricultores diseñar mejores programas de control en los huertos, sino también transformarse en una alternativa de prevención económica y limpia para los frutos ya cosechados, especialmente para aquellos que desean orientar sus cultivos hacia el mercado orgánico.

“Al saber que el hongo es capaz de infectar menos cuando está bajo exceso de luz se podrían usar estas condiciones para mantener las frutas y verduras en supermercados, en los invernaderos o incluso en los productos que son exportados en poscosecha en conteiners. Sólo bastaría mantener los vegetales, por ejemplo, bajo luz blanca constante”, explica Larrondo, también director de Millennium Nucleus for Fungal Integrative and Synthetic Biology (FISB), organismo que depende del Ministerio de Economía, bajo el cual se desarrolló este estudio.

file_20150817163137

A la izquierda una imagen de la virulencia del hongo de día. A la derecha se aprecia la virulencia de la Botrytis de noche. La hora a la que ocurre la primera interacción entre este hongo y la planta determina el nivel de virulencia que tendrá. La fotografía muestra la lesión que se registra 72 horas después de que Botrytis se puso sobre hojas de Arabidopsis thaliana en la mañana o en la noche.

Modificación de las aplicaciones

Pero saber que el hongo tiene una mayor capacidad de virulencia durante la noche (aproximadamente un 50% más de infección al anochecer que al amanecer), les permitirá a los productores además planear y realizar las aplicaciones de fungicidas u otros tratamientos químicos al atardecer, con el fin de optimizar su eficacia. Esto se relaciona con el concepto de cronoterapia, que se utiliza en medicina, es decir, administrar fármacos y medicamentos a determinadas horas del día, de modo que el metabolismo de estos sea mejor y así reducir la toxicidad y mejorar la calidad de vida del paciente.

Para llegar a este descubrimiento, aparte de caracterizar los mecanismos de respuesta a luz, el equipo investigador estudió los llamados relojes circadianos presentes en este hongo, utilizando como modelo hospedero a la planta Arabidopsis thaliana. Estas maquinarias circadianas se encuentran en las células de todos los organismos vivos y generan ritmos biológicos con periodos cercanos a las 24 horas, regulando de manera temporal los procesos a nivel genético, fisiológico y de comportamiento, con el fin de que ocurran a una determinada hora del día.

“Además, la presencia de un reloj circadiano confiere ventajas adaptativas a los organismos que los poseen, ya que les permite adelantarse a los cambios ambientales ocasionados por los ciclos de luz-oscuridad o eventos biológicos”, explica el académico del Departamento de Genética Molecular y Microbiología de la Pontificia Universidad Católica.

Una de las particularidades de esta investigación es que hasta el momento estos relojes sólo se habían estudiado en las plantas hospederas del hongo y no en el patógeno. En el caso de la planta Arabidopsis thaliana, ya se había comprobado que modula su respuesta de defensa a una determinada hora del día, lo que le permite adelantarse al ataque del patógeno.

“Sin embargo, este concepto había sido siempre evaluado poniendo énfasis en el hospedero y no en el organismo atacante, ya que no existía descripción a nivel molecular de la presencia de un reloj circadiano en ningún patógeno, y por lo tanto no se sabía si había una regulación temporal en el proceso de infección”, explica Larrondo.

Una vez que se estableció la presencia de un reloj circadiano funcional en este hongo, el segundo objetivo fue determinar si este oscilador le estaba confiriendo una ventaja adaptativa, permitiéndole infectar más agresivamente a una hora determinada del día, y adelantarse de esta manera a la respuesta de defensa de la planta Arabidopsis thaliana.

“Se demostró que el resultado de la interacción entre el hongo y su hospedero varía dependiendo de la hora del día en la que los dos organismos se enfrentan y que el reloj circadiano de este patógeno tiene una participación fundamental en el proceso, regulando y optimizando una mayor virulencia durante la noche, adelantándose así a la respuesta de defensa de la planta”, puntualiza el investigador.

El estudio, donde participaron también los Drs. Montserrat Hevia y Paulo Canessa, así como la bioquímica Hanna Muller —todos miembros del FISB— ha sido recientemente publicado en destacadas revistas científicas, entre ellas la Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), de Estados Unidos. Según comenta el investigador, el próximo paso será indagar en cómo se puede tomar más ventaja de este descubrimiento y así generar mecanismos de defensa más efectivos contra el patógeno.

Nota original: Florencia Polanco, El Mercurio.

2017-01-25T16:12:10+00:00