Las enfermedades sigilosas a veces engañan a las plantas secuestrando su sistema de señalización de defensa, que emite una alarma que desvía los recursos de la planta por el ataque equivocado y permite que los patógenos enemigos invadan fácilmente las plantas.
Sin embargo, un equipo de científicos internacionales liderado por la Universidad Estatal de Michigan está ayudando a las plantas a contrarrestar estos ataques al impulsar el sistema de alerta de las plantas. Una nueva investigación en la edición actual de Actas de la Academia Nacional de Ciencias muestra que el equipo ha diseñado el receptor para el jasmonato, una hormona vegetal que desempeña un papel central en la defensa de la planta, para defenderse de ataques sigilosos de patógenos altamente evolucionados.
"Este es el primer ejemplo del uso de ingeniería de receptores para reparar un componente del sistema inmune de la planta vulnerable a enfermedades que con frecuencia es secuestrado por patógenos altamente evolucionados para causar enfermedades", dijo Sheng Yang He, profesor distinguido de MSU en la MSU-Laboratorio de Investigación de Plantas del Departamento de Energía. "Esta nueva estrategia es diferente de la mejora genética convencional basada en genes de resistencia y se basa en una comprensión profunda de un componente clave, el receptor de jasmonato, del sistema inmune de las plantas".
Este estudio puede tener implicaciones prácticas significativas y puede servir como un ejemplo para encontrar y reparar componentes del sistema inmunitario de plantas vulnerables a las enfermedades. También puede proporcionar una estrategia general para producir una nueva generación de plantas de cultivo resistentes a enfermedades contra muchas plantasenfermedades, que colectivamente causan pérdidas de cultivos de más de $ 200 mil millones anuales en todo el mundo, agregó He, un investigador del Instituto de Medicina Howard Hughes-Gordon y de la Fundación Betty Moore.
Jasmonate regula las defensas de las plantas contra una amplia variedad de patógenos e insectos. Sin embargo, en una carrera armamentista evolutiva entre plantas y patógenos, un grupo de patógenos altamente evolucionados produce una toxina que imita al jasmonato, la coronatina. Las bacterias astutas usan esta toxina para anularel receptor de jasmonato, que desvía los recursos de la planta para permitir que estos patógenos pasen por la puerta de seguridad sin activar ninguna alarma.
Para detener este secuestro, Él y su equipo crearon un receptor mejorado, uno que todavía puede indicar la defensa de los insectos, pero también tiene una sensibilidad muy reducida a la toxina de la coronatina. La demostración de prueba de concepto del equipo muestra que la adquisición basada en la coronatinadel receptor de jasmonato por los patógenos bacterianos se puede detener y que las plantas se pueden diseñar para que sean resistentes tanto a los insectos como a los patógenos, lo cual ha sido uno de los objetivos esquivos de la investigación de patología / entomología de las plantas.
"Tomó muchos años de investigación fundamental por parte de varios laboratorios, pero realizamos una reparación precisa del sistema de decodificación de jasmonato para que ahora pueda distinguir entre el jasmonato endógeno en plantas y la toxina bacteriana coronatina", dijo.que las plantas de Arabidopsis modificadas equipadas con el sistema de decodificación de jasmonato reparado no solo protegen contra los insectos, sino que tampoco permiten que las bacterias causen enfermedades ".
El concepto de reparar los componentes del sistema de defensa de las plantas es atractivo y podría convertirse en una nueva tendencia en los esfuerzos futuros para proteger las plantas de numerosas enfermedades de las plantas.
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Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Michigan . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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