La coinfección en el arroz agrava las enfermedades y compromete la productividad, según un estudio

Investigación revela que la interacción entre virus, hongos y bacterias intensifica los síntomas en las plantaciones, destacando la importancia de los genes de defensa en la respuesta inmune del arroz

06.09.2024 | 16:14 (UTC -3)
Revista Cultivar

La coinfección en plantas, caracterizada por la presencia de múltiples patógenos en el mismo huésped, puede agravar y aliviar los efectos de las enfermedades. Un estudio reciente investigó los impactos de esta compleja interacción en las plantas de arroz expuestas a diferentes patógenos. La investigación se centró en patógenos de tres grupos: hongos, bacterias y virus.

Coinfección entre el "virus del mosaico de la necrosis del arroz" (RNMV), el hongo magnaporthe oryzae (MO), responsable de la explosión y de las bacterias. Xanthomonas oryzae pv. oryzae (XO), que provoca quemaduras en las hojas. Los resultados muestran que las infecciones simultáneas aumentan el crecimiento de patógenos y la gravedad de las lesiones en las plantas, generando mayores pérdidas de productividad.

La coinfección como agravante

El estudio demostró que la coinfección del RNMV con otros patógenos intensificaba los síntomas en las plantas. La interacción entre RNMV y añublo (MO), por ejemplo, resultó en una mayor acumulación del hongo y empeoramiento de las lesiones foliares. Esta sinergia positiva también se observó en la interacción del RNMV con la bacteria del tizón foliar (XO) y el virus del mosaico del pepino (CMV), aunque este último sólo se utiliza en experimentos de laboratorio. El CMV, a pesar de no ser común en las plantaciones de arroz, mostró un comportamiento similar en las coinfecciones, lo que demuestra que las interacciones entre estos patógenos no se limitan al entorno natural.

La investigación también ha investigado el papel de la vía de silenciamiento del ARN en la mediación de estas interacciones sinérgicas. Al analizar mutantes de arroz deficientes en los genes de la ARN polimerasa dependiente de ARN 1 (OsRDR1) y 6 (OsRDR6), los científicos observaron la pérdida de sinergia positiva. Esto sugiere que estos genes desempeñan un papel clave en la regulación de las respuestas inmunitarias de las plantas a múltiples infecciones.

Impactos en la productividad y la seguridad alimentaria

Explosión, causada por el hongo magnaporthe oryzaey la quema de hojas, provocada por la bacteria Xanthomonas oryzae, son dos de las principales enfermedades que afectan la producción de arroz en el mundo. Las pérdidas causadas por el añublo pueden alcanzar el 50% o más, dependiendo de las condiciones de cultivo y la aplicación de fungicidas. En el caso de la quema de hojas, la reducción de la productividad puede llegar hasta el 80% en brotes severos. La coinfección con RNMV aumenta estos impactos, haciendo que las plantas sean más vulnerables y empeorando los síntomas.

El arroz, alimento básico para más de la mitad de la población mundial, es extremadamente susceptible a los ataques de múltiples patógenos. La combinación de hongos, virus y bacterias en un mismo huésped requiere mayor atención por parte de científicos y agricultores. Comprender estas interacciones es esencial para desarrollar estrategias de gestión más efectivas.

El material completo sobre el estudio se puede leer en doi.org/10.1016/j.plantsci.2024.112244

Ilustración de procedimientos experimentales para la infección por RNMV: (A) preparación de plántulas e inóculo. Germinación in vitro de semillas de arroz y preparación de suelos que contienen hongos RNMV (PG); (B) Primera infección por patógeno, transmisión de RNMV a mutantes Nipponbare, OsRDR1 y OsRDR1 mediante el cultivo de plántulas en suelo infestado con PG durante 6 días. Confirmación de infección por RNMV en mutantes Nipponbare, OsRDR20 y OsRDR1 mediante RT-qPCR y transferencia al nuevo balde con suelo comercial; (C) coinfección del segundo patógeno, ensayo de hojas desprendidas realizado para investigar la coinfección de patógenos MO, XO y CMV, análisis del desarrollo de los síntomas de la enfermedad (tamaño de las lesiones) y cuantificación de la biomasa fúngica y bacteriana, y el efecto de la interacción de RNMV y el segundo patógeno (MO, XO y CMV) dentro del huésped en la acumulación de RNMV en líneas mutantes Nipponbare, OsRDR6 y OsRDR2 se evaluaron mediante análisis RT-qPCR.
Ilustración de procedimientos experimentales para la infección por RNMV: (A) Preparación de plántulas e inóculo. Germinación de semillas de arroz in vitro y preparación del suelo que contiene hongos RNMV Polimixa graminis (PG); (B) Infección del primer patógeno, transmisión de RNMV a mutantes Nipponbare, OsRDR1 y OsRDR1 mediante el cultivo de plántulas en suelo infestado de PG durante 6 días. Confirmación de infección por RNMV en mutantes Nipponbare, OsRDR20 y OsRDR1 mediante RT-qPCR y transferencia al nuevo balde con suelo comercial; (C) coinfección del segundo patógeno, ensayo de hojas desprendidas realizado para investigar la coinfección de patógenos MO, XO y CMV, análisis del desarrollo de síntomas de la enfermedad (tamaño de las lesiones) y cuantificación de la biomasa fúngica y bacteriana, y el efecto de la interacción de RNMV y de el segundo patógeno (MO, XO y CMV) dentro del huésped en la acumulación de RNMV en las líneas mutantes Nipponbare, OsRDR2 y OsRDR1 se evaluó mediante análisis RT-qPCR.

Compartir

Newsletter Cultivar

Reciba las últimas noticias sobre agricultura en su correo electrónico

acceder al grupo de whatsapp