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Cómo proteger los frutales frente a los fitoplasmas

Los fitoplasmas son patógenos bacterianos intracelulares muy especializados que transmiten los insectos al alimentarse con la savia de las plantas. Estos organismos patógenos afectan a muchos cultivos importantes en los que, al interferir en la floración y la fructificación de los frutales infectados, reducen tanto la calidad como la cantidad de las cosechas de frutas.
Cómo proteger los frutales frente a los fitoplasmas
Aunque el fitoplasma ya ha causado daños importantes en viñedos y pomares europeos, hasta ahora los científicos disponían de pocos datos sobre las interacciones entre los fitoplasmas y los organismos hospedadores. En este contexto, los socios del proyecto financiado por la Unión Europea «A characterisation of the effectors of a plant pathogen» (AY-WB EFFECTORS) se propusieron estudiar a fondo los mecanismos por los que los fitoplasmas logran infectar las plantas y provocar enfermedades. La hipótesis de partida subyacente era que los fitoplasmas utilizan un efector, o proteína de la virulencia, que cambia activamente el desarrollo de las plantas infectadas.

Los investigadores probaron su teoría analizando la regulación de los genes efectores y caracterizando los posibles efectores de fitoplasmas, con la intención de descubrir si estas proteínas podían cambiar el fenotipo de la planta. Los investigadores predijeron que el genoma de la cepa de escoba de bruja del fitoplasma del amarillamiento del áster (AY-WB) codificaba cincuenta y seis genes efectores. Para estudiar la regulación de estos genes, los científicos analizaron sus niveles de expresión en AY-WB colonizadoras de plantas y de insectos. A continuación seleccionaron seis candidatos a efectores AY-WB para determinar si estas proteínas poseían realmente la capacidad de cambiar el desarrollo de las plantas.

Los científicos descubrieron que la expresión del efector SAP54 en la planta modelo Arabidopsis inducía el crecimiento de flores con pétalos verdes que parecen hojas, un fenómeno conocido como filodia, muy similares al aspecto de las flores de las plantas infectadas con fitoplasmas. Los miembros del consorcio procedieron a una caracterización más detallada del SAP54 mediante la técnica del doble híbrido en levadura con la que realizaron el cribado de una biblioteca de Arabidopsis e identificaron las proteínas vegetales que son reconocidas por el efector bacteriano y están relacionadas con el mismo. Los investigadores utilizaron con éxito esta misma técnica para estudiar otra proteína efectora, la SAP11.

Los resultados mostraron que SAP54 interactúa con la familia de genes con dominios MADS, que desempeña un papel clave en la regulación del momento de la floración y el crecimiento de los sépalos y los pétalos. El análisis se extendió hasta abarcar las ciento seis proteínas con dominios MADS codificadas en el genoma de Arabidopsis.

Los socios del proyecto conjeturaron que la interacción entre SAP54 y las proteínas con dominios MADS está relacionada con las filodias en plantas infectadas con fitoplasmas. Además observaron que, cuando se expresa en plantas, SAP54 induce la degradación de las proteínas con dominios MADS. Por otra parte, el sistema de la ubiquitina-proteasoma 26S del hospedador está implicado en dicha degradación. El cribado de doble híbrido en levaduras puso de manifiesto que SAP54 interactúa con las proteínas RAD23C y RAD23D de Arabidopsis.

Los resultados del proyecto AY-WB EFFECTORS resultarán útiles para los agricultores en toda Europa y en el resto del mundo, ya que servirán para desarrollar cultivos resistentes a fitoplasmas, contribuyendo así a la seguridad alimentaria del planeta.

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