El gusano de la raíz del maíz occidental sigue en aumento en Europa. Por qué los intentos de atacar biológicamente a esta plaga de cultivos mediante la aplicación de nematodos entomopatógenos han fallado, ahora puede explicarse por la sorprendente estrategia de defensa de este insecto. En su nuevo estudio, científicos dela Universidad de Berna, Suiza, y el Instituto Max Planck de Ecología Química en Jena, Alemania, muestran que las larvas del gusano de la raíz pueden secuestrar compuestos de defensa vegetal de las raíces del maíz en una forma no tóxica y pueden activar las toxinas cuando las necesiten.para protegerse contra sus propios enemigos.
El gusano de la raíz del maíz occidental Diabrotica virgifera virgifera es una plaga devastadora de las plantas de maíz, que se ha extendido por toda Europa.El monitoreo de plagas de este año en Alemania reveló que la cantidad de escarabajos atrapados en trampas se ha multiplicado nuevamente en comparación con el año anterior.El insecto se origina en América Central, desde donde se diseminó de manera invasiva en América del Norte desde la década de 1950.Las autoridades agrícolas en los Estados Unidos estiman que el gusano de la raíz del maíz occidental causa daños por valor de miles de millones de dólares cada año.
Las plantas despliegan estrategias de defensa sofisticadas para defenderse de las muchas especies de insectos interesados en alimentarse de sus hojas o raíces nutritivas. Los investigadores de Bern y Jena ahora han investigado el caso de una larva de escarabajo, que explota las defensas de la planta por sí mismauso. Las plantas de maíz almacenan compuestos de defensa conocidos como benzoxazinoides en sus raíces en una forma no tóxica. Si los herbívoros atacan a las plantas, estas moléculas se descomponen rápidamente en compuestos que son tóxicos para la mayoría de los insectos ". Pudimos demostrar que el maíz occidentalel gusano de la raíz estabiliza un benzoxazinoide tóxico al agregar una molécula de azúcar. Esta molécula modificada se usa directamente para mantener alejados a los nematodos, como control biológico. Además, los gusanos de la raíz pueden estabilizar un segundo benzoxazinoide derivado de plantas, secuestrando su forma no tóxica en sus cuerpos, y activarlo al ataque de nematodos ", explica primero y autor principal Christelle Robert, quien inició este proyecto en Jena y lo continuó en la Universidad de Berna. HDe hecho, el gusano de la raíz utiliza una vez una doble estrategia para utilizar las defensas de las plantas para su propia protección.
El control biológico con nematodos alguna vez pareció una alternativa prometedora al uso de pesticidas químicos. Estudios anteriores que involucraron a científicos del Instituto Max Planck de Ecología Química habían encontrado que las raíces de maíz emiten E -beta-cariofileno para atraer nematodos beneficiosos. Entomopatógenonematodos en el suelo, como el organismo beneficioso Heterorhabditis bacteriophora , tienen el potencial de invadir insectos plaga donde secretan bacterias simbióticas. Los compañeros bacterianos matan al insecto huésped y los nematodos proliferan en el cadáver. Esto parecía una estrategia razonable para combatir el gusano de la raíz del maíz occidental.
"Desafortunadamente, los nematodos a menudo no se redujeron Diabrotica muchas poblaciones, pero no estaba claro por qué este era el caso. Gracias al presente trabajo, ahora podemos diagnosticar exactamente por qué el control biológico es ineficiente. El gusano de la raíz está demasiado bien protegido con las propias defensas de la planta. Otro enfoquecontrolar el gusano de la raíz es criar maíz para obtener más defensas benzoxazinoides. Según los nuevos hallazgos, esto tampoco tendrá mucho efecto en Diabrotica debido a su resistencia a estos compuestos químicos, e incluso empeora las cosas al hacer Diabrotica más resistente a los nematodos y posiblemente a otros controles biológicos ", resume Jonathan Gershenzon, del Instituto Max Planck de Ecología Química.
Estos enfoques fallidos con controles biológicos y plantas con altas concentraciones de benzoxazinoides han dejado a los científicos estancados Escila y Caribdis y demuestre cuán difícil es controlar el gusano de la raíz. Los científicos ahora tratarán de identificar los genes o enzimas que permiten que los gusanos de la raíz superen a las defensas del maíz para asegurar su propia supervivencia. Quizás si estos genes pueden silenciarse, los gusanos de la raíz lo haránvolverse susceptible a la infección por nematodos.
"Nuestro trabajo ilustra cómo una plaga de maíz especializada y altamente destructiva ha desarrollado la capacidad de utilizar las principales toxinas de su planta huésped para escapar de la depredación por los enemigos naturales del suelo. Estos resultados explican el éxito limitado de los programas de control biológicodirigido al gusano de la raíz del maíz occidental ", dice Christelle Robert. El estudio es una base importante para futuras investigaciones con el objetivo de mejorar considerablemente el control de esta importante plaga agrícola en el futuro.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Max Planck de Ecología Química . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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