Para acelerar la reducción del uso de fungicidas, es esencial comprender los mecanismos de infección de las plantas por hongos patógenos. Un importante descubrimiento en esta dirección tuvo lugar durante la investigación sobre la bioproducción de aromas cítricos por hongos fitopatógenos. Científicos del INRAE, CNRS y CEA han descubierto por casualidad el papel de un par de enzimas en el mecanismo infeccioso de estos hongos. Los resultados fueron publicados el 21 de diciembre en Science Advances.
Durante una investigación aplicada financiada por la ANR, un equipo de científicos hizo un descubrimiento inesperado. El proyecto “Funtastic” tuvo como objetivo identificar enzimas en hongos que son naturalmente capaces de producir moléculas con olor a limón para perfumería.
El equipo observa por primera vez la presencia sistemática de una enzima A (alcohol oxidasa) junto con una enzima B (peroxidasa), imprescindibles para su activación. La co-presencia sistemática de este par de enzimas oxidativas (A+B) en ciertos hongos fitopatógenos (Colletotrichum, Magnaporthe) ha intrigado a los científicos.
Luego, científicos del INRAE con expertos del CNRS y CEA, pero también de otros japoneses, españoles y canadienses, crearon un consorcio multidisciplinario que trabajaba en la interfaz de la enzimología y la biología de los hongos fitopatógenos. El hongo patógeno modelo, Colletotrichum orbiculare, fue elegido para estudiar el impacto del tándem de enzimas en la virulencia de este hongo.
Su resultado es claro: ya sea sin la enzima A o sin la enzima B, el hongo ya no puede infectar la planta. El par A+B es, por lo tanto, esencial para la patogenicidad del hongo. Ambos son co-secretados por el hongo y co-localizados en el punto de infección, al comienzo de la fase de penetración en la planta. Es necesaria una interacción entre estas dos enzimas para modificar los alcoholes alifáticos con largas cadenas de carbono, que forman una barrera protectora en la superficie de la hoja contra una amplia variedad de patógenos, como hongos, bacterias e insectos, en la superficie de las hojas de las plantas, a nivel de la cutícula: la primera barrera física.
Además, los resultados muestran que los productos de esta reacción enzimática (aldehídos) sirven como señal para que el hongo ingrese a los tejidos profundos de la planta.
Este trabajo proporciona datos valiosos para comprender los mecanismos de infección de estos hongos patógenos. La comprensión de estos mecanismos muy complejos y finamente regulados podría eventualmente permitir el diseño de nuevas estrategias para la protección de cultivos.
Hongos que presionan
Los hongos del género Colletotrichum y Magnaporthe que poseen el tándem de enzimas estudiado son los agentes causantes de enfermedades generalizadas de las plantas, como la antracnosis y el añublo. Estas enfermedades tienen un impacto considerable en el rendimiento de los cultivos de hortalizas, frutas y cereales. Para penetrar en la cutícula de los tejidos vegetales, las esporas del hongo se diferencian en una estructura infecciosa, denominada apresorio, que permite ejercer presión mecánica contra los tejidos vegetales. Aunque ampliamente estudiado internacionalmente, los mecanismos moleculares subyacentes no están completamente dilucidados.
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