La proteína recién descubierta ayuda al hongo que causa la pudrición del tallo por moho blanco en los girasoles y más de 600 otras especies de plantas a eludir las defensas de las plantas. Crédito: ARS-USDA
Científicos del Servicio de Investigación Agrícola del Departamento de Agricultura de EE. UU. y la Universidad Estatal de Washington identificaron una proteína que permite que el hongo que causa la pudrición del tallo por moho blanco en más de 600 especies de plantas supere las defensas de las plantas.
El conocimiento de esta proteína, llamada SsPINE1, podría ayudar a los investigadores a desarrollar un sistema de procedimientos más específico para controlar Esclerotinia esclerotiorum El hongo, que ataca papas, soya, canola, girasoles, lentejas, guisantes y muchos otros cultivos de hoja ancha. En un año de terribles brotes, los daños pueden alcanzar miles de millones de dólares.
«Me estremecí cuando encontramos esta proteína. Respondió a todas estas preguntas que los científicos se han estado haciendo durante los últimos 50 años: ¿Por qué estos hongos siempre superan las defensas de las plantas? ¿Por qué tienen una gama de huéspedes tan amplia y por qué tienen tanto éxito? ?” Kiwamo Tanaka
s. sólido Los hongos hacen que las plantas se pudran y mueran al secretar sustancias químicas llamadas poligalacturunasas (PG), que rompen las paredes celulares de las plantas. Las plantas han evolucionado para protegerse mediante la producción de una proteína que detiene o inhibe el PG del hongo, llamada PGIP, que se descubrió en 1971. Desde entonces, los científicos han sabido que algunos patógenos fúngicos tienen una forma de superar el PGIP de la planta. Pero no pudieron reconocerlo.
“Lo que tienes es esencialmente una carrera armamentista en curso entre los patógenos fúngicos y sus anfitriones vegetales, una intensa batalla de ataque, contraataque y contraataque, ya que cada uno de ellos evoluciona constantemente y cambia sus tácticas químicas para eludir o superar las defensas del otros”, dijo el patólogo de plantas de investigación Weidong Chen, de la Unidad de Investigación de Fisiología de Leguminosas y Genética mantenida por el ARS en Pullman, Washington, y dirigió el estudio que se publicará hoy (25 de abril de 2022) en la revista Comunicaciones de la naturaleza.
La clave para la identificación de SsPINE1 fue buscar fuera de las células de los hongos, según Chen.
«Lo encontramos al examinar las sustancias secretadas por los hongos», dijo. «Y ahí estaba. Cuando encontramos esta proteína, SsPINE1, que interactuaba con PGIP, tenía sentido».
Luego, para demostrar que la proteína SsPINE1 era lo que permitía que la esclerotinia pasara por alto el PGIP de las plantas, Chen y sus colegas eliminaron la proteína en los hongos in vitro, reduciendo significativamente su efecto.
«Se me puso la piel de gallina cuando encontramos esta proteína», dijo Kiwamo Tanaka, profesor asistente en el Departamento de Patología Vegetal de la Universidad Estatal de Washington y coautor del artículo. Ha respondido a todas estas preguntas que los científicos se han hecho durante los últimos 50 años: ¿Por qué estos hongos siempre superan las defensas de las plantas? ¿Por qué tienen una gama de huéspedes tan amplia y por qué tienen tanto éxito? «
El descubrimiento de SsPINE1 ha abierto nuevas vías para investigar el control de los patógenos de la pudrición del tallo del moho blanco, incluida una propagación más eficiente y más específica para hacer que las plantas sean naturalmente resistentes a las enfermedades escleróticas. El equipo ha demostrado que otros patógenos fúngicos relacionados utilizan esta contraestrategia, que solo sirve para que este descubrimiento sea más significativo.
Esta investigación es parte de la Iniciativa Nacional de Sclerotinia, un esfuerzo de múltiples organizaciones creado por el ARS para Counterattack s. sólido Porque los hongos causan mucho daño en todo el mundo.
Referencia: «Un factor activador fúngico extracelular que inhibe la actividad de una proteína inhibidora de la galacturonasa vegetal» 25 de abril de 2022 Disponible aquí Comunicaciones de la naturaleza.
DOI: 10.1038 / s41467-022-29788-2
El equipo de investigación también incluyó a científicos del USDA-ARS, WSU, la Universidad Northwestern A&F en Shaanxi, China, la Universidad Politécnica de Wuhan en Wuhan, China y la Universidad Agrícola de Huazhong en Wuhan.
Él Servicio de Investigación Agropecuaria Es la principal agencia interna de investigación científica del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos. ARS se enfoca diariamente en soluciones a los problemas agrícolas que afectan a los Estados Unidos. Cada dólar invertido en investigación agrícola genera un impacto económico de $17.
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