El gusano de la raíz del maíz occidental causa pérdidas anuales de más de dos mil millones de dólares en la producción de maíz y, por lo tanto, es una de las plagas económicamente más importantes en la agricultura. El insecto se origina en América, pero su ocurrencia en Europa ha aumentado en los últimos años.Es resistente a muchas estrategias convencionales de control de plagas, y los mecanismos de defensa natural de las plantas de maíz proporcionan poca protección contra este enemigo en particular.
Christelle Robert y Matthias Erb de la Universidad de Berna habían demostrado en el pasado que el gusano de la raíz del maíz es resistente a la clase más importante de metabolitos de defensa del maíz, los benzoxazinoides. Robert demostró que las benzoxazinoides atraen incluso a las larvas del gusano de la raíz y pueden usarlassustancias para su propia defensa contra los nematodos beneficiosos. Sin embargo, hasta ahora no estaba claro qué benzoxazinoides atraían al gusano de la raíz. Una combinación de genética, química y ecología del comportamiento ahora ha permitido a los científicos resolver este rompecabezas: las larvas de gusanos de la raíz reconocen complejos de hierro específicos que se formanen la superficie de la raíz cuando los benzoxazinoides se unen al hierro.
Captación de hierro: el talón de Aquiles de las plantas de maíz
Las raíces de las plantas jóvenes de maíz liberan benzoxazinoides, que se unen al hierro y forman complejos en el suelo. Los investigadores descubrieron que estos complejos aumentan la disponibilidad de hierro para las plantas de maíz y, por lo tanto, mejoran el crecimiento de las plantas. Pero, el gusano de la raíz usa exactamente estos mismos complejos de hierrotambién: las larvas de gusano de la raíz usan los complejos de hierro benzoxazinoide para guiarlos a las raíces de la corona ricas en nutrientes de las plantas de maíz. Al mismo tiempo, ingieren estos complejos para sus propias necesidades ". El gusano de la raíz del maíz ha desarrollado una estrategia inteligente para explotar suLa capacidad de la planta huésped para hacer que el hierro esté biológicamente disponible. Trágicamente, esta estrategia permite que el insecto dañe severamente las plantas de maíz y, por lo tanto, cause una pérdida masiva del cultivo ", dice Christelle Robert." Este comportamiento también plantea un dilema para los fitomejoradores:gusanos de la raíz, tendrían que reducir la liberación de benzoxazinoides en las raíces. Sin embargo, esto también socavaría la capacidad de las plantas para absorber el hierro. Sin embargo, ahora que entendemosy cómo los gusanos de raíz se orientan en el suelo, podemos comenzar a buscar formas de reducir el daño del gusano de raíz ". La científica explica que ha estado pensando en la posibilidad de utilizar complejos de hierro como atrayentes para desviar los gusanos de raíz de las raíces de maíz.
Los resultados del estudio resaltan el dilema que enfrentan las plantas cuando un herbívoro se abre paso y evoluciona la tolerancia a la defensa. "Dado que los benzoxazinoides funcionan tanto en la defensa de los herbívoros como en la absorción de nutrientes, es difícil que la planta deje de producir inmediatamente un compuesto de defensaeso tiene muchas otras funciones importantes. El desafío será cultivar plantas de maíz que puedan defenderse mejor de la plaga de maíz más dañina del mundo sin comprometer su nutrición de hierro ", dice Jonathan Gershenzon del Instituto Max Planck de Ecología QuímicaJunto con Tobias Köllner y su equipo en Jena, contribuyó a la cría de líneas de maíz, que fueron eliminadas en diferentes etapas de la biosíntesis de benzoxazinoides. Estas líneas fueron esenciales para la identificación del benzoxazinoide que, después de unirse al hierro,forma el compuesto que el gusano de la raíz reconoce y utiliza como señal para la selección de plantas.
El hecho de que el gusano de la raíz del maíz occidental es capaz de percibir complejos de hierro y ajustar su comportamiento dietético en consecuencia también es relevante para la comprensión de las cadenas alimentarias. "Muchos elementos traza importantes están unidos a moléculas orgánicas en la naturaleza. Por lo tanto, esperamos que otroslos organismos superiores también tienen la capacidad de percibir formas biológicamente disponibles de oligoelementos e ingerirlos para mejorar su equilibrio de nutrientes ", dice Matthias Erb." El gusano de la raíz del maíz occidental es una plaga frustrante, pero altamente fascinante que nos acaba de enseñar un nuevo truco.de la naturaleza."
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Materiales proporcionado por Instituto Max Planck de Ecología Química . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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