Scientists discover key plant virus-insect virus interaction

    Un áfido de durazno verde se alimenta de una planta de tomate. El insecto transmite más de 100 virus de plantas y se alimenta de una variedad de cultivos, incluyendo melocotones, tomates, papas, repollo y maíz. (Cortesía: Mariko Alexander, Ph.D. '19 | Universidad de Cornell)

    Los áfidos y los virus de plantas que estos transmiten causan daños de miles de millones de dólares a cultivos en todo el mundo cada año. Un equipo de investigación dirigido por Cornell está examinando la relación a nivel molecular, lo que podría conducir a nuevos métodos para controlar las plagas.

    Un grupo liderado por Michelle Heck, investigadora bióloga molecular del Servicio de Investigación Agrícola del USDA (USDA-ARS) y del Instituto Boyce Thompson, utilizó técnicas de secuenciación de pequeños ARN, recientemente desarrolladas para comprender mejor cómo interactúan los virus de las plantas con los áfidos.

    Y en un descubrimiento imprevisto, Heck y su equipo descubrieron lo que podría ser el primer ejemplo de un virus de plantas y un virus de insecto cooperando para aumentar la probabilidad de que ambos virus se propaguen en sus plantas y en sus insectos huéspedes.

    La obra, 'Los virus de plantas transmitidos en dos modos diferentes producen efectos diferentes en pequeños procesos mediados por ARN en su vector de áfidos', se publicó en marzo en Phytobiomes.

    Heck, también profesora asociada en la Escuela de Ciencias de Plantas Integrativas de la Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida, y su equipo se centró en el pulgón verde del melocotón (Myzus persicae), que transmite más de 100 Virus y se alimenta de una variedad de cultivos, incluyendo melocotones, tomates, papas, repollo y maíz.

    El virus del enrollamiento de la papa (PLRV, por sus siglas en inglés) es de particular preocupación, ya que puede reducir el rendimiento de la papa en más del 50%, causando 20 millones de toneladas de pérdidas globales de rendimiento al año.

    Michelle Heck, investigadora bióloga molecular en el USDA:

    “Desarrollar estrategias para bloquear la transmisión del virus en el campo es un objetivo importante de nuestro programa de investigación.”
    Investigadores de BTI, Cornell y USDA-ARS colaboraron en este estudio, que fue apoyado por subvenciones de la Fundación Nacional de Ciencia y el USDA.

    Jennifer Wilson, Phd. estudiante y miembro del laboratorio de Heck:

    “El hallazgo más interesante de esta investigación es que el PLRV suprimió el sistema inmunológico del áfido, y esta supresión fue mediada por una única proteína viral, la proteína P0.”

    “No sabemos si los áfidos ingieren P0 de la planta o no, pero sí sabemos que cuando P0 está presente en la planta, los sistemas inmunitarios de los áfidos se suprimen.”

    “Creemos que hemos encontrado el primer ejemplo de cooperación entre un virus de planta y un virus de insecto ”

    “Esta cooperación puede conducir a una mayor transmisión de ambos virus.”
    P0 es una proteína PLRV que se expresa dentro del tejido de la planta pero no dentro de los áfidos. Aunque anteriormente se había demostrado que P0 suprimía los sistemas inmunitarios de las plantas, el impacto de la proteína en el sistema inmunitario del insecto fue una sorpresa para los investigadores.

    Un resultado crítico de que el sistema inmunitario del insecto se vea obstaculizado es el aumento de la proliferación de un virus de insecto, el Myzus persicae densovirus (MpDNV). Los investigadores también encontraron que los áfidos con más copias de MpDNV tenían más probabilidades de tener alas.

    Debido a que los áfidos verdes del durazno rara vez tienen alas hasta que el clima se vuelve más frío en el otoño, este aumento en los insectos alados podría significar una mayor propagación del PLRV y MpDNV a nuevos huéspedes durante todo el verano, un efecto sinérgico que ocurriría menos si los pulgones se infectaran con solo uno de los virus.

    Wilson y Heck están trabajando para probar esta hipótesis repitiendo los experimentos en áfidos no infectados con MpDNV, que Wilson recolectó el verano pasado de granjas en el estado de Nueva York. El trabajo futuro podría incluir descubrir cómo se podrían usar MpDNV y la proteína P0 para controlar la transmisión del virus por los áfidos.
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