Una pared para detener la marchitez bacteriana
Un equipo liderado por personal investigador del CRAG explica cómo las tomateras resistentes a la marchitez bacteriana generan barreras que frenan la enfermedad
Un nuevo trabajo liderado por Núria Sánchez Coll, investigadora del CSIC en el Centro de Investigación en Agrigenómica (CRAG), desvela cómo las variedades de tomatera resistentes a la marchitez bacteriana son capaces de restringir el movimiento bacteriano en la planta. El estudio, publicado en New Phytologist, analiza la composición y la formación de las barreras que confieren resistencia a Ralstonia solanacearum. Esta bacteria es la causante de la marchitez bacteriana, una enfermedad de efectos devastadores en muchos cultivos de solanáceas como el tomate, la patata, el pimiento y la berenjena. Los hallazgos han permitido al equipo investigador diseñar variedades comerciales de tomatera mucho más resistentes a la marchitez bacteriana.
Cortes transversales de tallos de tomatera observados con microscopía de fluorescencia de una variedad susceptible (izquierda) y otra resistente (derecha) infectadas con Ralstonia solanacearum. Las plantas resistentes muestran una acumulación de compuestos fenólicos (fluorescencia azul) y compuestos relacionados con la ligno-suberina (fluorescencia verde) en sus vasos que proporciona un mecanismo de restricción contra la bacteria.
Centre for Research in Agricultural Genomics (CRAG)
El impacto agroeconómico de R. solanacearum, el patógeno responsable de la enfermedad de la marchitez bacteriana, preocupa a los agricultores de todo el mundo debido a la gran cantidad de especies a las que afecta, a su amplia distribución geográfica y a su persistencia en el suelo y el agua. Esta bacteria entra en la planta a través de las raíces y coloniza los vasos del xilema que transportan agua y nutrientes hacia tallos y hojas, propagándose sistémicamente y finalmente causando la muerte de la planta. Las variedades de tomatera resistentes a la marchitez bacteriana son capaces de sintetizar recubrimientos de refuerzo que confinan la bacteria en los vasos infectados, evitando así la propagación de R. solanacearum a los tejidos sanos. A pesar de ser un factor clave para la resistencia, la composición y la formación de estas barreras no había sido estudiada en detalle hasta ahora.
Paredes reforzadas que confinan la infección
Para entender cómo funciona la resistencia a la marchitez bacteriana, el equipo investigador comparó una variedad comercial susceptible de tomatera con una variedad altamente resistente que, a pesar de producir tomates muy pequeños no aptos para el consumo, representa una fuente fiable de resistencia en los programas de mejora vegetal. Después de infectar ambas variedades con R. solanacearum, los análisis histológicos, de imágenes en vivo y espectroscópicos revelaron la formación de recubrimientos que contenían ligno-suberina y compuestos fenólicos relacionados (como los HCAAs) en los vasos de las plantas resistentes. Estos refuerzos estructurales de la pared, ausentes en las plantas susceptibles, ofrecen una barrera físico-química que confina a las bacterias en el xilema y hace que sus vasos sean resistentes a la degradación patógena.
Ingeniería genética para conseguir plantas más resistentes
Acorde con la acumulación observada de ligno-suberina y compuestos relacionados en los revestimientos de los vasos, un análisis posterior mostró que los genes implicados en las vías de síntesis de estas moléculas estaban sobreexpresados en plantas resistentes infectadas con R. solanacearum. Basándose en estos resultados, el equipo investigador se dispuso a determinar si la sobreexpresión de tales genes en tomateras susceptibles aumentaría su resistencia a la marchitez bacteriana.
Publicación original
Anurag Kashyap, Álvaro Luis Jiménez-Jiménez, Weiqi Zhang, Montserrat Capellades, Sumithra Srinivasan, Anna Laromaine, Olga Serra, Mercè Figueras, Jorge Rencoret, Ana Gutiérrez, Marc Valls and Nuria S. Coll.; "Induced ligno-suberin vascular coating and tyramine-derived hydroxycinnamic acid amides restrict Ralstonia solanacearum colonization in resistant tomato."; New Phytologist (2022).
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