La Universidad de Kobe descubre un vínculo clave entre planta, microbios y parásitos para el control del nematodo del quiste de la papa.

Las papas producen una molécula que es transformada por microbios y provoca la eclosión de parásitos de la papa. El descubrimiento de esta relación tripartita por parte de la Universidad de Kobe no solo aporta una nueva perspectiva sobre cómo las plantas interactúan con su entorno, sino que también abre una vía para desarrollar contramedidas contra el parásito.

El nematodo del quiste de la papa es un parásito de las raíces en plantas como la papa y el tomate que, si no se trata, puede provocar pérdidas de rendimiento a gran escala. Sus huevos pueden sobrevivir en el suelo hasta 20 años y eclosionan al detectar ciertas moléculas, llamadas “factores de eclosión”, secretadas por las raíces de su especie objetivo. 

Profesor Masaharu Mizutani, científico en fitoquímica de la Universidad de Kobe:

"Si aplicamos factores de eclosión a los suelos agrícolas antes de plantar, induciendo así la eclosión prematura de los parásitos, esta llamada ‘eclosión suicida’ podría ser un método eficaz de control. Sin embargo, esta clase de sustancias químicas es difícil de identificar porque se secretan en cantidades muy pequeñas."

El investigador de la Universidad de Kobe y su equipo descubrieron previamente que, entre los dos factores de eclosión conocidos, las plantas solo secretan uno, llamado “solanoeclepina B” (SEB), mientras que los microorganismos del suelo lo convierten en la otra forma conocida, llamada “solanoeclepina A” (SEA).

Profesor Masaharu Mizutani:

"Cuando medimos la velocidad de reacción del proceso, notamos que la cantidad de SEB en el suelo aumentaba inicialmente al aplicar secreciones de raíz de tomate. Esto nos llevó a plantear la hipótesis de que debía existir otra molécula, hasta entonces desconocida, producida y secretada por las plantas. En el suelo, conjeturamos, los microbios la convertían en SEB y luego en SEA."

Como expertos en interacciones entre plantas y su entorno edáfico, el equipo se propuso identificar el componente misterioso y su relevancia ambiental mediante trabajo de detective químico y análisis genético.

En la revista New Phytologist, el equipo de la Universidad de Kobe publica ahora la naturaleza del compuesto, al que denominaron “solanoeclepina C” (SEC), junto con el descubrimiento de que las plantas lo secretan 20 veces más que al SEB identificado previamente. 

Profesor Masaharu Mizutani:

"Es importante destacar que pudimos demostrar que el SEC recientemente identificado no provoca la eclosión de los parásitos. Sin embargo, en el suelo se convierte en SEB como un proceso de descomposición que se acelera drásticamente por la acción microbiana. Esto indica que tal vez sea la secreción de SEC la que tiene relevancia fisiológica para las plantas, pero a través de su conversión en SEB y luego en SEA, se activan los parásitos. Es la primera vez que se encuentra este tipo de relación tripartita para esta clase de químicos."

Las plantas suelen secretar sustancias químicas para atraer microorganismos del suelo que les ayuden a obtener agua o nutrientes, a cambio de compuestos ricos en carbono. Una interacción similar podría ser la intención de la planta en este caso también.

Profesor Masaharu Mizutani:

"Al probar diferentes condiciones ambientales con las plantas, descubrimos que secretaban SEC, y en menor medida SEB, especialmente cuando carecían de nitrógeno o fósforo, nutrientes esenciales."

Este es un patrón típico de plantas que solicitan ayuda microbiana, y es posible que los parásitos hayan secuestrado un efecto químico secundario de este sistema de llamada de emergencia. Sin embargo, el verdadero propósito fisiológico de la secreción aún debe aclararse en estudios futuros.

Profesor Masaharu Mizutani:

"A primera vista, un factor de eclosión parece ser un componente que solo tiene efectos desfavorables para una planta, y es curioso por qué lo producirían. Pero esperamos con interés futuros trabajos que aclaren los efectos beneficiosos que esta clase de sustancias químicas tiene para las plantas."

"Esta clase de sustancias químicas es estructuralmente compleja y, por lo tanto, difícil de producir. Pero si seguimos buscando, podríamos encontrar un equivalente con efectos similares y más fácil de sintetizar."