La ULE participa en el descubrimiento de una estrategia de 'infección sigilosa' del hongo que diezma las cosechas de trigo
Un equipo internacional de investigadores, con la participación relevante de Diego Rebaque, Asier Largo-Gosens y Hugo Mélida del grupo de investigación FISIOVEGEN de la Universidad de León (ULE), acaba de publicar un artículo en la revista ‘New Phytologist’ en el que desvelan un mecanismo clave que permite a Zymoseptoria tritici, el patógeno causante de la enfermedad septoria de la hoja de trigo, infectar la planta de manera efectiva.
Zymoseptoria tritici es el hongo que causa la enfermedad de la septoriosis en el trigo, una de las enfermedades foliares más destructivas del cereal. Se manifiesta como manchas foliares que comienzan en las hojas más bajas y ascienden por la planta, con un aspecto distintivo de puntos negros (picnidios) en su superficie. Estas manchas reducen la capacidad de la planta para realizar la fotosíntesis, lo que puede causar una pérdida significativa de rendimiento.
Las paredes celulares de las plantas constituyen una barrera de defensa importante contra los patógenos, aunque no estaba clara la manera en que los componentes específicos de la pared celular afectan la colonización de patógenos.
La investigación ahora publicada en la revista ‘New Phytologist’ ha demostrado que el éxito del hongo reside en una estrategia de ‘infección sigilosa’, un hallazgo que será crucial para desarrollar nuevos procedimientos de protección de cultivos.
El estudio se centró en analizar cómo el patógeno interactúa con la pared celular del trigo, que constituye la primera línea de defensa de la planta. Para penetrar y colonizar, el hongo secreta enzimas que degradan la pared celular. Sin embargo, esta degradación libera fragmentos de carbohidratos, conocidos como oligosacáridos, que el trigo reconoce como Patrones Moleculares Asociados al Daño (DAMPs), activando una potente respuesta inmune.
Los científicos han identificado una enzima del hongo, cuya función es degradar los componentes distintivos de la pared celular del trigo (y cereales), posiblemente con una finalidad de nutrición para el hongo. Al degradar estos componentes libera un oligosacárido conocido por activar la inmunidad de plantas.
Los investigadores han logrado por primera vez detectar y cuantificar estos oligosacáridos en las hojas de trigo infectadas, confirmando su liberación in planta.
Implicaciones
El hallazgo central es la regulación estricta y temporal de la enzima ZtGH45, que la cepa natural del hongo solo expresa en la fase tardía necrotrófica, cuando ya ha colonizado la planta, coincidiendo con la aparición de los primeros síntomas y lesiones. Durante la fase temprana y asintomática, la expresión de esta enzima se encuentra inhibida, evitando la aparición de compuestos que podrían activar la inmunidad de la planta. De esta manera el hongo ‘camufla’ su presencia en la planta durante la colonización.
Los resultados demuestran que el hongo patógeno Z. tritici utiliza la represión de la citada enzima durante la colonización temprana como un mecanismo de evasión inmunitaria para evitar la detección por parte de la planta, facilitando así la colonización asintomática. Además, se demostró que el pretratamiento de las plantas de trigo con MLG43 confirió una resistencia mejorada contra el patógeno.
Comprender este equilibrio temporal entre la degradación de la pared celular y la liberación de moléculas inmunoactivas es fundamental para diseñar estrategias biotecnológicas basadas en oligosacáridos, que permitan proteger los cultivos y evitar las grandes pérdidas que generan estos hongos patógenos.
