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La diversidad genética de las especies vegetales y su papel en la lucha contra enfermedades

Un equipo financiado con fondos europeos estudió una maleza común para averiguar por qué algunas plantas se infectan por más virus que otras. Descubrieron que la respuesta está en las diferencias genéticas de cada planta.

Investigación fundamental

Los virus están en todas partes en los reinos animal y vegetal. Sin embargo, ¿qué hace a algunos individuos más propensos a enfermedades que otros? Utilizando técnicas y herramientas avanzadas, los científicos respaldados por el proyecto RESISTANCE, financiado con fondos europeos, han buscado la respuesta en el reino vegetal. En un estudio reciente cuyos hallazgos fueron publicados en la revista «Nature Communications», los investigadores descubrieron que es probable que una serie de virus diferentes infecten al mismo hospedador. También descubrieron que el factor más importante que afecta a la diversidad de los virus en la naturaleza es la dotación genética, o genotipo, del hospedador. Dada la rápida disminución de la diversidad genética de las poblaciones naturales, las especies podrían volverse más susceptibles a infecciones y su extinción. Los científicos ya saben que las diferencias genéticas pueden contribuir a la resistencia de un animal o planta contra un virus específico. Sin embargo, la mayoría de los organismos son hospedadores de más de un tipo de patógeno. «Es necesario explicar esta diversidad de infección para comprender y predecir las dinámicas de enfermedades y los costes de la infección para el hospedador», afirmó la profesora Anna-Liisa Laine en una nota de prensa publicada en el sitio web de la Universidad de Helsinki, socio del proyecto. Ahora el equipo de RESISTANCE ha demostrado que las diferencias genéticas afectan enormemente a la diversidad de los virus en un individuo. «Esto sugiere que el empobrecimiento de la diversidad genética en una misma especie puede tener consecuencias significativas para el riesgo de infección por virus», señaló. La planta utilizada en este estudio fue «Plantago lanceolata», conocida comúnmente como llantén menor. El equipo de RESISTANCE creó ochenta clones de cada una de las cuatro variantes diferentes de la maleza a través de la propagación de sus raíces. Después, se plantaron los clones entre las poblaciones naturales de llantén menor en cuatro ubicaciones de las islas Åland en el mar Báltico durante una epidemia vírica estacional. «Al incorporar plantas idénticas en entornos diferentes y mantener constante todas las demás variables, pudimos probar con rigor el papel de la genética», explicó la profesora Laine. Durante el experimento, se hicieron dos recolecciones de hojas —en las semanas dos y siete— para descubrir cuál de los cinco virus vegetales comunes había infectado los clones de llantén menor. Los investigadores encontraron que el 68 % de las 320 plantas hospedadoras había sido infectada por al menos un virus. De estos individuos infectados, el 23 % era hospedador de más de un virus. En total, hubo diecisiete combinaciones diferentes, de uno a cuatro virus en una misma planta.

La importancia de la diversidad genética

De una serie de factores, tales como la genética, el tamaño de la planta, la ubicación, los daños causados por herbívoros y la interacción entre los virus, pareció que lo que más afectó a las diferencias en la composición vírica de las plantas fue la dotación genética de los hospedadores. «Esto demuestra, por primera vez, que las diferencias genéticas, más probablemente en los genes del sistema inmunitario, son críticas para la forma en que estas distintas comunidades de patógenos se congregan dentro de los hospedadores», comentó la profesora Laine. «Uno de los próximos pasos ahora será identificar los genes subyacentes». Los hallazgos del equipo de RESISTANCE (Resistance evolution in response to spatially variable pathogen communities) indican que la pérdida de la diversidad puede hacer que una especie sea mucho más vulnerable a infecciones víricas y, por tanto, dar lugar a la extinción de algunas de ellas. Los resultados del estudio también pueden aportar información a las prácticas agrícolas con el fin de mejorar la resistencia de los cultivos frente a los virus. «La incorporación de la diversidad genética a los sistemas de cultivo debe adoptarse como una manera sostenible de controlar las enfermedades en la agricultura. No solo plagas individuales, sino comunidades íntegras de patógenos», concluyó la profesora Laine. Para más información, consulte: proyecto RESISTANCE

Palabras clave

RESISTANCE, virus, diversidad genética, planta, hospedador