Los científicos de plantas de la Universidad de Cambridge descubrieron que el virus del mosaico del pepino CMV altera la expresión génica en las plantas de tomate que infecta, provocando cambios en los químicos transportados por el aire, el olor, emitido por las plantas. Las abejas pueden olerestos cambios sutiles, y los experimentos de invernadero han demostrado que los abejorros prefieren las plantas infectadas a las sanas.
Los científicos dicen que al manipular indirectamente el comportamiento de las abejas para mejorar la polinización de las plantas infectadas al cambiar su olor, el virus está pagando efectivamente a su huésped. Esto también puede beneficiar al virus: ayuda a propagar el polen de las plantas susceptibles a la infección y, enal hacerlo, inhibe la posibilidad de que surjan cepas de plantas resistentes a virus.
Los autores del nuevo estudio, publicado en la revista PLOS Patógenos , digamos que comprender los olores que atraen a las abejas y reproducirlas artificialmente usando mezclas químicas similares, puede permitir a los productores proteger o incluso mejorar los rendimientos de los cultivos polinizados por abejas.
"Las abejas proporcionan un servicio vital de polinización en la producción de las tres cuartas partes de los cultivos alimentarios del mundo. Con su número en rápido declive, los científicos han estado buscando formas de aprovechar el poder de los polinizadores para aumentar los rendimientos agrícolas", dijo el investigador principal del estudio, el Dr.John Carr, Jefe del grupo de Virología y Patología Molecular de las Plantas de Cambridge.
"Una mejor comprensión de los productos químicos naturales que atraen a las abejas podría proporcionar formas de mejorar la polinización y atraer a las abejas a buenas fuentes de polen y néctar, que necesitan para sobrevivir", dijo Carr.
Realizó el estudio con el profesor Beverley Glover, director del Jardín Botánico de la Universidad de Cambridge, donde tuvieron lugar muchos de los experimentos, y con colaboradores de Rothamsted Research.
El CMV se transmite por los pulgones: las abejas no son portadoras del virus. Es uno de los patógenos más frecuentes que afectan a las plantas de tomate, lo que resulta en plantas pequeñas con frutos de mal sabor que pueden causar serias pérdidas en los cultivos.
El CMV no solo es uno de los virus más dañinos para los cultivos hortícolas, sino que también persiste en las poblaciones de plantas silvestres, y Carr dice que los nuevos hallazgos pueden explicar por qué: "Nos sorprendió que a las abejas les gustara el olor de las plantas infectadas con elvirus - no tenía sentido. Uno pensaría que los polinizadores preferirían una planta sana. Sin embargo, el modelado sugirió que si los polinizadores se inclinaran hacia las plantas enfermas en la naturaleza, esto podría provocar un cortocircuito en la selección natural para la resistencia a las enfermedades ", dijo..
"El virus está recompensando a las plantas susceptibles a enfermedades, y al mismo tiempo produce nuevos hospedadores que puede infectar para evitar que se extinga. Un ejemplo, quizás, de lo que se conoce como mutualismo simbiótico".
El aumento de la polinización de las abejas también puede compensar una disminución del rendimiento de las semillas en los frutos más pequeños de las plantas infectadas por virus, dicen los científicos.
Los hallazgos también revelan un nuevo nivel de complejidad en la 'carrera armamentista' evolutiva entre plantas y virus, en el que se cree clásicamente que las plantas desarrollan continuamente nuevas formas de resistencia a las enfermedades, mientras que los virus desarrollan nuevas formas de evadirlo.
"Esperaríamos que las plantas susceptibles a la enfermedad sufrieran, pero al hacerlas más atractivas para los polinizadores, el virus les da a estas plantas una ventaja. Nuestros resultados sugieren que la imagen de una carrera armamentista de plantas y patógenos es más compleja de lo que se pensaba anteriormente,y en algunos casos deberíamos pensar en los virus de una manera más positiva ", dijo Carr.
Las plantas emiten 'compuestos volátiles', compuestos químicos orgánicos en el aire involucrados en el olor, para atraer polinizadores y repeler animales y microbios que comen plantas. Los humanos los han usado durante miles de años como perfumes y especias.
Los investigadores cultivaron plantas en contenedores individuales y recolectaron aire con emisiones de plantas infectadas con CMV, así como plantas de control 'infectadas de forma simulada'.
A través de la espectrometría de masas, los investigadores pudieron ver el cambio en las emisiones inducidas por el virus. También descubrieron que los abejorros podían oler los cambios. Liberados uno por uno en una pequeña 'arena de vuelo' en los Jardines Botánicos, y cronometrados con un cronómetro porinvestigadores, las abejas se dirigieron consistentemente a las plantas infectadas primero, y pasaron más tiempo en esas plantas.
"Las abejas son mucho más sensibles a las mezclas de volátiles emitidas por las plantas y pueden detectar diferencias muy sutiles en la mezcla de productos químicos. De hecho, incluso pueden ser entrenados para detectar trazas de productos químicos emitidos por sustancias sintéticas, incluidos explosivos y drogas", dijo Carr.
El análisis reveló que el virus produce un factor llamado 2b, que reprograma la expresión genética en las plantas de tomate y provoca el cambio de olor.
El modelo matemático realizado por el epidemiólogo de enfermedades de plantas Dr. Nik Cunniffe, también en el Departamento de Ciencias de las Plantas en Cambridge, exploró cómo se aplican los hallazgos experimentales fuera del invernadero. El modelo mostró cómo el sesgo de los polinizadores para las plantas infectadas puede causar que persista la susceptibilidad a enfermedades.en poblaciones de plantas durante un número extremadamente grande de generaciones.
El último estudio es la culminación del trabajo que abarca casi ocho años y múltiples picaduras de abejas. Los hallazgos formarán la base de una nueva colaboración con la Royal Horticultural Society, en la cual apuntan a aumentar los servicios de polinizadores para cultivos.
Se estima que la población mundial alcanzará los nueve mil millones de personas para 2050, producir suficiente comida será uno de los mayores desafíos de este siglo. Carr, Glover y Cunniffe son todos miembros de la Iniciativa Global de Seguridad Alimentaria de Cambridge en Cambridge, que está involucrada en abordarlos problemas relacionados con la seguridad alimentaria a escala local, nacional e internacional.
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Materiales proporcionado por Universidad de Cambridge . La historia original tiene licencia bajo a Licencia Creative Commons . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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