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Stilbene and entomopathogenic nematodes: Unlocking the potential

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Los entresijos de una fábrica de plaguicidas

Algunos nematodos aprovechan las bacterias simbióticas de su intestino para matar insectos que después conforman su dieta. Científicos financiados con fondos europeos han descubierto una ruta de señalización que podría aumentar la supervivencia bacteriana, algo muy positivo para la industria de los plaguicidas respetuosos con el medioambiente.

INVESTIGACIÓN FUNDAMENTAL

© Catherine Easom y David Clarke
Según la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO), cerca de una tercera parte de la población mundial vive de la agricultura. Su trabajo se ve obstaculizado por las plagas de insectos, las cuales destruyen cada año cultivos por valor de miles de millones de euros. Los plaguicidas químicos son la principal herramienta contra estos invasores, pero su sostenibilidad medioambiental es nula. Por fortuna, la naturaleza posee una solución ecológica en forma de nematodo insecticida. El nematodo entomopatogénico (EPN, por sus siglas en inglés) del género «Heterorhabditis» se comercializa y se emplea con profusión para controlar plagas de insectos. No obstante, su eficacia puede reducirse durante su almacenamiento hasta que se utiliza. Con el apoyo del programa Marie Curie, investigadores pertenecientes al proyecto STEPN-UP han descubierto una ruta de señalización fundamental para el mantenimiento de las propiedades entomopatogénicas de los nematodos, una capacidad básica para conservar o ampliar la caducidad de este producto fitosanitario alternativo. Juntos en modo de espera «Heterorhabditis» es un holobionte, esto es, un organismo que forma un pequeño ecosistema al dar abrigo a varios simbiontes. En este caso, el huésped es un socio bacteriano, «Photorhabdus». Tal y como explica el coordinador del proyecto David Clarke: «“Photorhabdus” coloniza el intestino de una fase del desarrollo especial del nematodo denominada juvenil infeccioso (JI), que una vez colonizada es el producto EPN disponible comercialmente». El JI invade la larva de insectos y regurgita la bacteria que mata los insectos. El nematodo se alimenta posteriormente de sus cuerpos en descomposición. Los JI son viables durante varios meses sin llegar a alimentarse y es fundamental que las bacterias de su intestino también mantengan su viabilidad. Esto básicamente es en lo que consiste la «vida útil» del producto EPN. No obstante, se sabe muy poco sobre cómo mantener los simbiontes bacterianos sanos y salvos. Mantener vivas bacterias mortales La hipótesis inicial era que los EPN alimentan las bacterias, razón que impulsó al equipo a buscar indicios de ARN que apuntasen a un intercambio activo de nutrientes entre los dos organismos. Estudiaron perfiles transcripcionales de los JI colonizados con bacterias y los compararon con otros no colonizados, pero no encontraron indicios de intercambio. El equipo de Clarke, incluida la beneficiaria de una beca Marie Curie la doctora Dana Blackburn, pasó entonces a prestar más atención a la bacteria. Según informa Clarke: «Mediante un método genético dirigido identificamos una ruta de señalización en “Photorhabdus” necesaria para la persistencia de la bacteria en el nematodo». Resulta que la ruta Cpx, descrita adecuadamente en otra bacteria intestinal, «Escherichia coli» o «E. coli», debe mantenerse activa para que «Photorhabdus» conserve la viabilidad en su huésped. El descubrimiento de STEPN-UP es importante para aumentar la duración del plaguicida natural «Heterorhabditis». Futuras investigaciones sobre el tema podrían además dar lugar a una mayor seguridad alimentaria para una población en crecimiento. Por último, si tenemos en cuenta que la microbiota del intestino humano produce una serie de pequeñas moléculas que influyen en el desarrollo del sistema inmunitario humano, los resultados generados podrían emplearse para conocer mejor la salud y la enfermedad humanas.

Palabras clave

STEPN-UP, bacteria, insecto, intestino, juvenil infeccioso (JI), plaguicida, agricultura, EPN, nematodo, «Photorhabdus», vida útil, «Heterorhabditis», ruta de señalización, plaga, entomopatogénico, simbionte

Información del proyecto

Identificador del acuerdo de subvención: 706272

  • Fecha de inicio

    1 Enero 2017

  • Fecha de finalización

    31 Diciembre 2018

Financiado con arreglo a:

H2020-EU.1.3.2.

  • Presupuesto general:

    € 175 866

  • Aportación de la UE

    € 175 866

Coordinado por:

UNIVERSITY COLLEGE CORK - NATIONAL UNIVERSITY OF IRELAND, CORK