Una nueva investigación del Instituto Boyce Thompson BTI, el Servicio de Investigación Agrícola del USDA y la Universidad de Washington encuentra que las bacterias útiles que viven dentro del insecto que transmite el patógeno bacteriano asociado con la enfermedad del enverdecimiento de los cítricos, un brote que está devastando la Floridaindustria de los cítricos: puede estar desempeñando un papel en la propagación del patógeno del insecto.
Un nuevo estudio de los efectos de la bacteria de enverdecimiento de los cítricos en su insecto vector, el psílido asiático de los cítricos, revela múltiples cambios dentro del insecto. Durante la infección, el patógeno afecta a las bacterias 'buenas' que viven dentro del insecto y altera el metabolismo del psílido enformas que podrían ayudar a propagar aún más el patógeno. Finalmente, el estudio puede revelar puntos débiles en el ciclo de transmisión que podrían generar objetivos nuevos y altamente específicos para las estrategias de control. Estos enfoques podrían ser más efectivos y respetuosos con el medio ambiente que el uso de pesticidas a gran escala.estudio aparece en la revista PLOS UNO .
"Nuestro trabajo en esta área no podría ser más oportuno", dijo Michelle Cilia, profesora asistente de BTI e investigadora bióloga molecular en el Servicio de Investigación Agrícola del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos. "La semana pasada, el Servicio Nacional de Estadísticas Agrícolas del USDA bajó suYa es una proyección nefasta para la producción de naranja en Florida. La catástrofe que enfrentan los productores de Florida es un resultado directo de la enfermedad del enverdecimiento de los cítricos. Esta escasez afectará a todos los estadounidenses que consumen productos cítricos como parte de su dieta diaria, por lo que realmente estamos corriendo contra el reloj"
La enfermedad de enverdecimiento de los cítricos es una infección bacteriana mortal de las plantas de cítricos que hace que el árbol produzca frutos verdes amargos. Se asocia con la infección por una bacteria llamada Candidatus Liberibacter asiaticus CLas. No existe cura para la infección y actualmente, los productoresdisminuya su propagación controlando el insecto que lo transporta, el psílido cítrico asiático, con pesticidas.
"Ciertamente hay una gran preocupación por los insectos beneficiosos y las abejas melíferas cuando se habla de combatir la enfermedad del enverdecimiento de los cítricos simplemente usando más insecticidas para matar al insecto", dijo John Ramsey, un asociado postdoctoral del USDA en el laboratorio de Cilia. "Uno de los másaspectos atractivos de un objetivo es su singularidad en este sistema, porque entonces no tiene que preocuparse tanto por los efectos fuera del objetivo ".
Para comprender mejor qué cambios ocurren en el insecto durante la infección, los investigadores en el laboratorio de Cilia trabajaron con los investigadores en el laboratorio de Michael MacCoss en la Universidad de Washington en Seattle para comparar todas las proteínas dentro del cuerpo, llamadas proteomas.psílidos infectados y no infectados.
El análisis reveló que el psílido responde al patógeno de enverdecimiento de los cítricos no como un autoestopista inofensivo, sino como una infección, que desencadena el sistema inmune del insecto. La infección también hace que el insecto aumente la producción de ciertas enzimas metabólicas, que se descomponenglucosa y ácidos grasos. Los investigadores sospechan que CLas induce el síndrome metabólico en el insecto y puede estar manipulando al insecto para cambiar sus hábitos de alimentación, lo que aumenta sus posibilidades de propagación, pero se necesitarán estudios de comportamiento para confirmar esta idea.
Los experimentos de proteoma también muestran que la infección por CLas afecta a las útiles bacterias simbióticas que viven en el insecto. Los psílidos y otros insectos chupadores de savia tienen relaciones duraderas con sus compañeros bacterianos, lo que ayuda a transformar su dieta rica en azúcar en savia utilizableaminoácidos El psílido asiático de los cítricos alberga una nueva bacteria que no se encuentra en otros insectos, llamada ' Candidatus Profftella armatura. 'Aunque todavía no se conoce bien el papel de la bacteria en el psílido, se sabe que produce niveles notablemente altos de un metabolito llamado policétido.
"Vimos que una gran cantidad de proteínas Profftella, incluidas las proteínas involucradas en la biosíntesis de policétidos, están reguladas positivamente en insectos que han adquirido CLas", dijo Ramsey. "Los datos indican que Profftella podría estar jugando un papel en la transmisión de CLas por el insecto."
Si bien otros investigadores han demostrado que este policétido, que es exclusivo del psílido cítrico asiático, es tóxico para las células animales, nadie sabe si tiene efectos antibacterianos.
El coautor Jason Hoki, un estudiante graduado de la Universidad de Cornell que trabaja en el laboratorio del profesor asociado de BTI Frank Schroeder, cuantificó los niveles de este policétido en psílidos infectados y no infectados. En el proceso, el equipo identificó un segundo tipo de policétido y encontróque las cantidades de los dos compuestos relacionados cambian después de que un insecto se infecta. En un trabajo futuro, los investigadores del laboratorio de Cilia planean explorar más a fondo la función de estos policétidos en el insecto.
El trabajo de proteínas realizado en el laboratorio de Cilia también se alimenta de su colaboración con los bioinformáticos en el laboratorio del profesor asociado Lukas Mueller, que están anotando los genes y otras regiones genéticas en el genoma recientemente secuenciado del psílido asiático de los cítricos. Este trabajo es parte de unLa gran subvención de cultivos especializados del USDA se centró en el desarrollo de moléculas que interfieren físicamente con la transmisión de CLas por el psílido. Al investigar las interacciones multifacéticas entre la bacteria simbiótica, el psílido asiático de los cítricos, la planta de cítricos y CLas, los investigadores esperan desarrollar tratamientosque puede bloquear proteínas clave en el ciclo de transmisión del patógeno, que será más efectivo que los pesticidas.
"Estamos investigando todas estas interacciones para encontrar la mejor herramienta para apoyar a los productores de cítricos y ayudarlos a combatir esta enfermedad", dijo Ramsey.
El estudio también plantea una interesante pregunta evolutiva: ¿qué huésped fue primero, el psílido o la planta de cítricos?
"¿Fue este un patógeno insecto que se adaptó a una planta, o es un patógeno vegetal que ha encontrado una manera de infectar al insecto? No lo sabemos, pero es uno de los elementos fascinantes de CLas, el enverdecimiento de los cítricospatógeno."
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Boyce Thompson para la Investigación de las Plantas . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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