Los recientes hallazgos de que las plantas emplean un mecanismo de supervivencia contra la sequía para defenderse también de las plagas que sufría nutrientes podrían servir de base para futuros programas de cría de cultivos destinados a lograr un mejor control de plagas a gran escala.

Usando un biosensor fluorescente avanzado (ABACUS2) que puede detectar pequeños cambios en las concentraciones de hormonas vegetales a la escala celular, los científicos vieron que el ácido abscisico (ABA), generalmente vinculado con la respuesta a la sequía, comenzó a cerrar las puertas de entrada de la planta dentro de las 5 horas de estar infestado de ácaros de araña.

Los poros de hoja microscópica (stomata) son importantes para el intercambio de gas, pero también son los principales sitios para la pérdida de agua. Cuando hay escasez de agua, las plantas actúan para conservar el agua produciendo la hormona del estrés por sequía ABA para cerrar sus estomas.

Coincidentemente, el cierre de estomatas también obstruye los puntos de entrada preferidos para plagas de chupadoras de nutrientes como los ácaros araña. El ácaro de araña de dos manchas es una de las plagas económicamente más dañinas, no es quisídilo y ataca a una amplia gama de más de 1000 plantas, incluyendo 150 cultivos. Apenas visible a simple vista, estas diminutas plagas perforan y luego chupan células de planta seca. Pueden acumular hasta un número enorme muy rápidamente y pueden ser una de las plagas más destructivas de la industria del jardín y la horticultura, estropeando plantas de casas y reduciendo los rendimientos de verduras, frutas y ensaladas.

Ha habido debate sobre el papel de la ABA en la resistencia a las plagas. Inifusamente, se notó que la estota se cierra cuando las plantas son atacadas por plagas de chupadores de nutrientes, lo que llevó a varias hipótesis, incluyendo que este cierre podría ser una respuesta vegetal a la pérdida de agua debido a la alimentación de las plagas o incluso que las plagas actúan para cerrar estomatas para evitar que las plantas envíen volátiles de problemas a los depredadores de plagas.

Gráfico de los tejidos de la hoja y un ácaro que se alimentan a través de estomas. Referencia Rosa-Díaz et al.

 

En una colaboración entre el Centro de Biotecnología y Genómica (CBGP) en España y la Universidad de Cambridge Laboratory de Sainsbury (SLCU), los investigadores que estudian cómo la talla cres (Arabidopsis thaliana) responde al ácaro araña de dos manchas (Tetranychus urticae) han determinado que la planta salta a la acción casi de inmediato, empleando la misma hormona que para la sequía para bloquear también los ácaros de las plantas penetrantes y, como resultado, reduciendo significativamente el daño de plagas.

Los hallazgos publicados en Fisiología Vegetal encontraron que el cierre pico de estomata se logra en un plazo de 24 a 30 horas.

Los estomas abiertos son aberturas naturales donde plagas como áfidos y ácaros insertan sus estructuras de alimentación especializadas, llamadas estilitas, para perforar y luego chupar los contenidos ricos en nutrientes de células sub-epidermal individuales, dijo Irene Rosa-Díaz, quien realizó los experimentos de ácaros de araña en SLCU y CBGP durante su doctorado con la profesora Isabel Díaz en el Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas, Universidad Politécnica de Madrid, y el Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agrícola y Alimentaria (UPM-INIA (UPM-INIAA)) .

 

La planta salta a la acción casi inmediatamente, empleando la misma hormona que para la sequía también bloquear los ácaros de la arañas de los tejidos vegetales penetrantes y, como resultado, reducir significativamente el daño de plagas.

 

Pudimos mostrar la infestación de ácaros indujo una respuesta rápida de cierre estomatal, con la hormona vegetal ABA aumentando en los tejidos de la hoja más alta en células estomaten y vasculares, pero también todas las demás células de la hoja medidas. Mostramos a través de múltiples experimentos diferentes que el cierre estomatal obstaculiza los ácaros. Las plantas que fueron pre-tratadas con ABA para inducir el cierre estomaten y luego infestadas de ácaros mostraron una disminución del daño de los ácaros, mientras que las plantas mutantes deficientes de ABA donde el estomato no puede cerrar bien y las plantas que tienen una más estomata son más susceptibles a los ácaros.

El grupo de investigación Alexander Jones en SLCU desarrolla biosensores in vivo que están revelando la dinámica hormonal en plantas a una resolución sin precedentes, incluyendo ABACUS2 que cuantificaba la ABA celular en estos experimentos de ácaros.

El Dr. Jones dijo que el estudio destaca las importantes interacciones entre las tensiones bóticas y abióticas en las plantas: Las señales de advertencia temprana de la alimentación de ácaros inducen una cascada de moléculas de señalización inmune, incluyendo ácido jazónico (JA) y ácido salicílico (SA), entre otras respuestas químicas. Juntos, estos resultados muestran que la acumulación de ABA y el cierre estomatal también son mecanismos clave de defensa empleados para reducir el daño del ácaro.

El siguiente paso es investigar cuál es la señal producida por los ácaros iniciales es que la planta está detectando que luego resulta en la acumulación de ABA. Los mecanismos bioquímicos que utiliza la planta como señales de ataque de plagas podrían ser cualquier cosa, incluyendo vibraciones de alimentación de ácaros, proteínas salivales de ácaros, químicos producidos por la actividad de los ácaros o ácaros, daño directo de células (heridas) u otras moléculas asociadas con los ácaros.

Identificar los desencadenantes iniciales podría potencialmente ser utilizado para desarrollar nuevos tratamientos de cultivos para armar las plantas antes de las infestaciones de plagas predicha. Es importante que los esfuerzos por seleccionar para plantas con rasgos estomatenes alterados, que ya deben equilibrar una fotosíntesis vs la compensación de conservación de agua, también podría considerar la resistencia a plagas dañinas.

Referencia

Irene Rosa-Díaz, James Rowe, Ana Cayuela-López, Vicent Arbona, Isabel Díaz, Alexander M. Jones (2024) La herbíbíla de ácaro de la araña induce una defensa estomacal impulsada por ácido abscisic. Fisiología vegetal

DEJA UNA RESPUESTA

Por favor ingrese su comentario!
Por favor ingrese su nombre aquí