El conocimiento de la genética está cambiando el rostro del manejo de plagas

Imagina que eres un pequeño mosquito del trigo que vuela en busca del lugar perfecto para poner sus huevos. Mientras vuelas sobre un campo de trigo, captas olores con tus delicadas antenas. Estos olores, o sustancias químicas orgánicas volátiles, te dicen mucho sobre las plantas de trigo que hay debajo.

Algunos tipos de trigo emiten olores que no resultan atractivos para el paladar: son como un ecualizador de sonido mal mezclado, con proporciones de sustancias químicas que no dan en el blanco. Sin embargo, cuando las proporciones son las adecuadas, es como una armonía perfecta para los sentidos. Estas plantas huelen de forma atractiva y te atraen a poner tus huevos allí.

Los científicos han descubierto que algunas variedades de trigo impiden de forma natural la puesta de huevos. No se trata del gusto, sino del olor. Estas plantas liberan sustancias volátiles que imitan las que se encuentran en el trigo post-antesis, una etapa por la que pasa el trigo que dificulta la supervivencia de las larvas de insectos.

Entonces, incluso si el trigo está en una etapa de pre-antesis, óptima para la supervivencia de sus larvas, su olor le dice lo contrario.

Es como un truco ingenioso: una estrategia de defensa de las plantas llamada disuasión de la oviposición. Al igual que cualquier padre que se preocupa por sus crías, evita desperdiciar sus huevos en plantas que no sustentarán bien a sus crías.

“Comprender estas señales volátiles no es fácil: los científicos tardaron años en recolectar muestras de aire de los campos de trigo para descifrar qué sustancias químicas disuadían a los mosquitos y cuáles no. Ahora, armados con este conocimiento, podemos entender mejor cómo se defienden las plantas y cómo los insectos como el mosquito del trigo responden a su entorno”, dice Tyler Wist, entomólogo de Agriculture and Agri-Food Canada (AAFC) en Saskatoon, Sask.

El equipo de Wist está descubriendo nuevos rasgos y genes que protegen al trigo de plagas destructivas como la mosca del trigo. Han identificado una nueva región QTL que mejora la eficacia del gen Sm1, junto con otras regiones genéticas que alteran el aroma del trigo para hacerlo menos atractivo para la mosca del trigo.

Son herramientas como ésta las que representan una nueva arma en la lucha contra las plagas y enfermedades en los cultivos.

“Si consideramos la industria de las legumbres, existe una red bien establecida donde la información fluye fácilmente a lo largo de toda la cadena de valor. No se trata solo de productores; también implica que las organizaciones comercializadoras de semillas se unan para desarrollar políticas, estrategias y prioridades”, dice Sabine Banniza, patóloga de legumbres del Centro de Desarrollo de Cultivos (CDC) de la Universidad de Saskatchewan.

El programa de patología de Banniza, al igual que el equipo de Wist, también está estudiando activamente la genética inherente a las legumbres como los guisantes y las lentejas para crear nuevas defensas contra la podredumbre de la raíz causada por Aphanomyces.

Prospera en condiciones húmedas y cálidas y se ha expandido por toda la provincia, causando caídas de hasta un 60-84% en el rendimiento de guisantes y lentejas, con pérdidas en ventas y exportaciones de hasta 1.500 millones de dólares al año, según Saskatchewan Pulse Growers (SPG).

En la actualidad, unas pocas prácticas o productos específicos pueden controlar el Aphanomyces, uno de los patógenos más dañinos del complejo de podredumbre de la raíz que afecta a las legumbres. La principal estrategia para controlarlo implica rotaciones de cultivos a largo plazo, evitando los guisantes o las lentejas durante seis u ocho años o más. Ese es un tiempo prolongado para dejar de cultivar por completo un cultivo específico, señala.

Un proyecto que ella dirige en los CDC recibió recientemente más de 4,2 millones de dólares de la Iniciativa de Investigación Estratégica (SRI) para descubrir y desarrollar soluciones para la pudrición de la raíz en cultivos de guisantes y lentejas.

Su equipo investigará el control biológico y otros productos del mercado para ver si su combinación con la primera generación de variedades con resistencia mejorada puede brindar soluciones a corto plazo para los agricultores, pero también están investigando el genoma para encontrar un nuevo enfoque para proteger los cultivos utilizando fungicidas de ARNi. Este método innovador podría ofrecer una nueva forma de mejorar la protección de los cultivos.

El ARN es una molécula fundamental presente en todos los organismos vivos. Desempeña un papel crucial en la traducción de la información genética a proteínas, que son los componentes básicos de las enzimas, las estructuras y otros componentes esenciales para la vida.

“Tradicionalmente, protegemos las plantas mediante la reproducción de semillas resistentes o aplicando tratamientos y fungicidas a las semillas. Esto es similar a defenderse contra una invasión en la que el patógeno, como un enemigo, utiliza armas producidas en sus fábricas para bombardear la planta. La interferencia de ARN (ARNi) ofrece una estrategia diferente”, dice Banniza.

Piense en la interferencia del ARN como una forma de alterar la maquinaria de las fábricas del patógeno, impidiéndole producir estas armas. Sin sus armas, el patógeno no puede invadir e infectar la planta. Este método apunta a la capacidad del patógeno de dañar la planta a nivel molecular.

Mantenerse por delante del enemigo

Tratar de ser más astuto que las plagas y los patógenos inteligentes es un juego difícil de jugar, especialmente cuando el patógeno en cuestión es tan sigiloso como el nematodo del quiste de la soja (SCN). El nematodo hiberna en forma de huevos, eclosiona e infecta las raíces. Al igual que otros nematodos fitoparásitos, pasa por cuatro etapas diferentes antes de convertirse en adulto.

El nematodo puede infectar la planta, modificar las raíces y reducir el rendimiento entre un 15 y un 50 % o más. En el Medio Oeste y otras zonas donde se cultiva soja de forma generalizada, este patógeno se ha adaptado al cultivo, lo que lo convierte en un problema importante. A menudo, no hay síntomas visibles. La comparación de cultivares susceptibles y resistentes no muestra diferencias visibles, pero se puede detectar una reducción del rendimiento del 30 % durante la cosecha.

“Es por eso que este patógeno sigue siendo el más destructivo. Los informes de los fitopatólogos han clasificado sistemáticamente al nematodo del quiste de la soja como el patógeno número uno que afecta a la producción en Estados Unidos”, afirma Horacio López-Nicora, fitopatólogo de la Universidad Estatal de Ohio. Incluso cuando se suma la reducción de la producción causada por los siguientes cinco patógenos, el nematodo del quiste de la soja sigue liderando por un amplio margen, señala.

La Universidad Estatal de Ohio es miembro de la Coalición SCN, una asociación pública/privada/de control formada para aumentar la cantidad de productores de soja que gestionan activamente la SCN.

Pero investigadores como López-Nicora están ayudando en la lucha contra el SCN. No sólo son útiles las mejores prácticas de gestión (la rotación de cultivos es una de ellas muy importante), sino que recientemente se anunció el primer rasgo biotecnológico de resistencia al SCN. Los investigadores tardaron años en descubrir la nueva proteína que formaría la base del nuevo rasgo.

López-Nicora no participó directamente en el desarrollo de la nueva característica, pero el trabajo de investigadores como él ha arrojado suficiente luz sobre SCN como para que se desarrollen cada vez más herramientas como esta, afirma.

“Los investigadores están descubriendo cómo funcionan los diferentes genes. Esperamos poder empezar a combinar diferentes genes o incluso silenciar genes específicos mediante la edición genética”, afirma.

“De esta manera podemos crear estrategias de resistencia más efectivas”.

Fuente: Seed World