Protección de cultivos: Biohacking contra ataques de hongos
Alex Gaspar
El proyecto de investigación DialogProTec desarrolló tecnologías sofisticadas para la protección sostenible de las plantas. Crédito: DialogProTec, KIT
Los hongos nocivos causan enormes pérdidas agrícolas. Las técnicas convencionales para combatirlos implican el uso de fungicidas venenosos. Los investigadores del Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT), en colaboración con socios de Alemania, Francia y Suiza en el proyecto DialogProTec, han desarrollado alternativas ambientalmente seguras que engañan la comunicación química de los patógenos con las plantas. Ahora que se ha completado la investigación, la nueva tecnología está lista para su uso.
llamada esca es una amenaza para la producción de vino en Europa y causa millones en daños a los enólogos cada año. “Esta enfermedad se conoce en el sur de Europa desde la Edad Media, pero nunca jugó un papel importante”, dice la Dra. Alexandra Wolf del Instituto Botánico de KIT, que coordina el proyecto DialogProTec. “Pero debido al cambio climático , el hongo ahora se encuentra con muchas plantas debilitadas por el estrés climático”.
La protección convencional de las plantas suele implicar el uso de fungicidas venenosos para combatir enfermedades fúngicas como la esca. En DialogProTec, los investigadores han desarrollado un enfoque completamente nuevo que funciona sin toxinas peligrosas para el medio ambiente. “En la naturaleza, los organismos interactúan usando señales químicas . Hemos podido identificar algunas de las señales entre el huésped y el patógeno, y manipularlas”, dice Wolf, quien agrega que este “biohack” es preciso y efectivo y tiene una huella ecológica mínima.
Para desarrollar los nuevos métodos, el proyecto dirigido por KIT fundó una red de investigación interdisciplinaria que incluye especialistas en botánica, genética fúngica, tecnología de microsistemas, química orgánica y ciencias agrícolas. La red utilizó unas 20 000 cepas de hongos de la colección del Instituto de Biotecnología e Investigación de Medicamentos (IBFW) en Kaiserslautern y unas 6000 especies de plantas de KIT.
Rastreando sustancias señal con alta tecnología Los investigadores no necesitaron trabajar con plantas y hongos completos para identificar y explotar las señales correctas. En cambio, trabajaron con celdas individuales . Un chip de microfluidos desarrollado conjuntamente con el Instituto de Tecnología de Microestructuras de KIT sirvió como base para un ecosistema en miniatura. “Colocamos células de plantas y hongos en chips de unos pocos centímetros cuadrados de tamaño para que no puedan entrar en contacto físico pero puedan interactuar químicamente a través de una corriente microfluídica”, dice Christian Metzger del Instituto Botánico de KIT.
“Para hacer visible esta interacción, equipamos el material genético en las células vegetales con un interruptor de gen y un gen de fluorescencia. Cada vez que una señal química activa el sistema inmunológico, podemos medir el fluorescencia verde”. Los cambios de genes provienen de vides silvestres, en las que los investigadores habían detectado previamente una respuesta inmune especialmente activa.Vacunación de plantas listas para probar Durante sus investigaciones, los investigadores primero descifraron la comunicación química entre el hongo y la planta que acompaña a un ataque de hongos. Una de las cosas que identificaron fueron las sustancias señalizadoras que utiliza el hongo para suprimir la respuesta inmunitaria de la planta. “Son parte de una interacción química formada por un largo proceso evolutivo y se producen tan pronto como el hongo detecta señales de estrés específicas de la planta”, explica el profesor Peter Nick, que dirige el proyecto y el Instituto Botánico. Luego, el equipo identificó moléculas que podrían usarse para reactivar la respuesta inmune. “Cuando los usamos para la protección de las plantas, las plantas a menudo pueden protegerse de los hongos. Puede pensar en ello como una vacuna para las plantas”, dice Nick.
Citación: Protección de cultivos: Biohacking contra ataques de hongos (2022, 15 de julio) recuperado el 18 de julio de 2022 de https://phys.org/news /2022-07-crop-biohacking-fungal.html
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