Comprensión de los mecanismos genéticos de la resistencia natural de las plantas para combatir plagas
Los nematodos del nudo de la raíz (RKN, por sus siglas en inglés) son una gran amenaza para las raíces de los frutales con drupas que incluyen frutas muy demandadas como el melocotón, la almendra y la ciruela. La infección provoca protuberancias en las raíces y elimina los nutrientes del árbol. El proyecto IMMUNE, financiado con fondos europeos, ha trabajado en un gen de resistencia para su control, el gen Ma. El equipo de la organización anfitriona, el Instituto Nacional de Investigación sobre Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente de Francia, ha aislado este gen del ciruelo, «Prunus cerasifera», que le confiere una resistencia total a numerosas especies de RKN. La clave de la importancia del gen Ma reside en que pertenece a la familia de genes TNL, la cual tiene una extensión enorme y particular de cinco exones terminales repetidos. Cada uno de estos denominados dominios PL o sus combinaciones puede actuar como receptores originales que detectan las proteínas secretadas por el nematodo.
Cambio de dominios de genes para detectar los elementos indispensables
El equipo ha desarrollado un método de transformación de las raíces del ciruelo que permite determinar el papel funcional de una determinada combinación de dominios. Sin embargo, no se pudieron obtener raíces transgénicas con algunas combinaciones. «Subestimamos el tiempo necesario para generar la serie completa de combinaciones de módulos y, por lo tanto, la detección de los elementos indispensables», explica Daniel Esmenjaud, coordinador del proyecto. Los investigadores también se centraron en cómo los cinco dominios repetidos de PL en Ma contribuyen a la resistencia a los nematodos de los ciruelos. Han encontrado posibles formas de interacción entre ellos y con otros dominios TNL a nivel intra e intermolecular para activar la inmunidad de la planta. «En este momento de nuestra investigación, los resultados no están lo suficientemente completos para permitirnos mejorar estos cambios aplicados, salvo mediante técnicas de selección clásicas basadas en la hibridación», especifica Esmenjaud. «La hibridación permite la valorización del gen Ma y los demás genes de resistencia que hemos identificado en las especies de “Prunus” para crear materiales vegetales de alto rendimiento».
Una mayor comprensión de la especificidad de la resistencia
En la actualidad, el equipo se ha tomado un descanso del proyecto IMMUNE y ha empezado a trabajar en una vía de investigación complementaria. «Nuestro objetivo es desarrollar un método comparativo empleando la genética de asociación», explica Esmenjaud. El mapeo de asociación estudia genes idénticos en toda una población. En el ciruelo «P. cerasifera», las secuencias del gen Ma controlan, o bien todas las especies de RKN evaluadas, o ninguna. Hace poco que el equipo ha identificado, en determinados genotipos de almendro, secuencias de genes ortólogos Ma que presentan un espectro de resistencia incompleto y busca el máximo número posible de estas secuencias ortólogas de Ma en las especies de «Prunus». La comparación de las secuencias del gen Ma debería revelar las regiones que intervienen en la resistencia a una o varias especies de RKN. Tal y como predice Esmenjaud: «Descifrar la ubicación y la especificidad de los determinantes o motivos subyacentes al espectro de resistencia a RKN debería abrir paso al diseño de nuevas resistencias». Esta investigación se llevó a cabo con el apoyo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie.
Palabras clave
IMMUNE, gen, «Prunus», raíces pilosas, espectro de resistencia, frutales con drupas, gen Ma, nematodos del nudo de la raíz