Los compuestos producidos por las plantas de sorgo para defenderse de la alimentación de insectos podrían aislarse, sintetizarse y usarse como un elemento disuasorio de insectos no tóxico, según los investigadores que estudiaron las interacciones planta-insecto que incluían componentes de campo, invernadero y laboratorio.
Los investigadores examinaron el papel de los productos químicos de sorgo llamados flavonoides, específicamente 3-deoxyflavonoid y 3-deoxyanthocyanidins, para proporcionar resistencia contra el áfido de la hoja de maíz, un pequeño insecto verde azulado que absorbe la savia de las plantas.los áfidos, el sorgo ha desarrollado defensas que incluyen la biosíntesis de metabolitos secundarios, incluidos los flavonoides para envenenar las plagas.
Un estudio previo de Penn State mostró que en el sorgo, la acumulación de estos flavonoides está regulada por un gen llamado semilla amarilla1 que controla las respuestas al estrés como los hongos patógenos, señaló Surinder Chopra, profesor de genética del maíz, Penn State. Su grupo de investigación enla Facultad de Ciencias Agrícolas dirigió ambos estudios.
En la investigación actual llevada a cabo en el Centro de Investigación Agrícola Russell E. Larson de la Universidad, los investigadores cultivaron dos líneas casi idénticas de sorgo, una con un gen funcional y1 que producía flavonoides, y la otra un mutante llamado nulo y1, que síno posee el gen funcional seed1 amarillo responsable de producir los flavonoides.
Cuando compararon las dos líneas de plantas, los investigadores descubrieron que un número significativamente mayor de pulgones adultos de hoja de maíz colonizaron plantas nulas y1 en comparación con las plantas con el gen funcional y1 que producía flavonoides. Los áfidos se alimentaron activamente de las plantas nulas y1 paradonde algunos de ellos mostraban signos de estrés con hojas amarillentas. Las plantas funcionales de sorgo que producían los flavonoides tenían un número de áfidos mucho más bajo y no mostraban efectos nocivos por la alimentación del áfido.
Los experimentos de invernadero con plantas similares de sorgo en maceta demostraron que los pulgones claramente preferían alimentarse y reproducirse en plantas nulas y1, y los adultos produjeron muchas más ninfas.
En un experimento de laboratorio complementario, los investigadores alimentaron a dos grupos de pulgones adultos con dietas de tejidos de hojas de sorgo, pero a uno agregaron un extracto que contenía los flavonoides. Después de unos días, la mayoría de los pulgones que se alimentaron de la hoja enriquecida con flavonoidesel tejido murió y la reproducción se redujo: ninguno de esos pulgones tenía ninfas antes de sucumbir.
Quizás, sorprendentemente, explicó Chopra, los flavonoides no están presentes en el floema tejido vascular en las plantas que conducen los azúcares que buscan los pulgones, sino en las células epidérmicas que forman la capa más externa de defensa. Cuando los pulgones sondean y perforan repetidamenteLas células epidérmicas con sus estilos, o picos, absorben los flavonoides que conducen a su desaparición.
Los resultados, publicados en línea en el Revista de Ecología Química , indica que los flavonoides pueden potencialmente desplegarse como potentes elementos de disuasión de insectos para proteger los cultivos, sugirió Chopra.
"Las plantas de sorgo han evolucionado para emitir con precisión compuestos que ofrecen defensas contra los insectos depredadores dañinos que los amenazan, y sin embargo, estos químicos en sus defensas no dañan a los insectos beneficiosos", dijo Chopra. "Si pudiéramos desarrollar insecticidas no tóxicos, seríaun cambio de juego, dado que la toxicidad de los pesticidas sintéticos es muy preocupante y se considera que son peligrosos para la salud humana ".
Chopra, con el apoyo de Penn State, ha solicitado una patente sobre el uso de flavonoides como disuasivos de insectos. Señaló que si bien se necesita mucha más investigación, la consideración más importante es que los flavonoides son productos vegetales naturales que no causan ningún efectocontaminación y no son perjudiciales para la salud humana o animal.
Chopra cree que esta investigación puede ser un paso temprano hacia el desarrollo de nuevos fitoquímicos para las defensas de los cultivos. "Se está investigando qué tan bien funcionan los flavonoides contra otros herbívoros, pero sabemos que con los áfidos de las hojas de maíz son muy, muy potentes", dijo.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Estado Penn . Original escrito por Jeff Mulhollem. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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