Las enfermedades en las plantas pueden ser la consecuencia de infecciones múltiples que involucran diversos microorganismos patógenos. Dichos microorganismos establecen interacciones que pueden ser sinérgicas o antagónicas y el conocer los mecanismos que dirigen dichas interacciones es determinante para la implementación de estrategias de prevención, control y protección de los ecosistemas forestales y agrícolas.
Palabras clave: fitopatología, sinergismo, antagonismo.
Desde tu fruta favorita hasta el álamo o roble en tu bosque preferido están en peligro. ¿Sabes por qué? porque los cultivos agrícolas y los ecosistemas forestales se enfrentan diariamente a los microorganismos nocivos que pueden atacarlos y provocarles una enfermedad y en consecuencia afectar el suministro de alimentos o deteriorar el equilibrio ecológico.
Anteriormente, se consideraba que las enfermedades en las plantas eran producto de la infección de un solo agente patógeno, sin embargo, ahora sabemos que esto no es del todo cierto. De igual modo que las personas nos relacionamos para formar sociedades, los microorganismos en la naturaleza pueden coordinarse muy estrechamente y formar comunidades o consorcios muy complejos y en conjunto comportarse muy diferente de como lo harían individualmente.
En algunos casos, la infección por un solo microorganismo no resulta en el progreso y establecimiento de una enfermedad, pero cuando existen eventos de co-infección con otro u otros microorganismos si se desarrolla la enfermedad debido a la interacción sinérgica entre ellos. Por el contrario, la severidad de una enfermedad puede disminuir cuando en la co-infección, se desarrolla una interacción antagónica entre los microorganismos. Además, hay que mencionar que existe una gran variedad de situaciones donde las interacciones pueden ser entre diferentes organismos como nematodos-microorganismo, insecto-microorganismo, bacteria-bacteria, hongo-hongo u otras formas biológicas como es el caso de los virus, e interacciones mixtas entre virus, bacterias, hongos y más, lo que hace muy complicado el diagnóstico y el subsecuente control de la enfermedad.
Pero ¿cuál es el mecanismo de estas interacciones?, esta pregunta cobra gran interés para los fitopatólogos (expertos encargados del estudio de las enfermedades de las plantas) y estudios recientes, sugieren varios posibles mecanismos. Por ejemplo; un microorganismo puede producir moléculas que inducen un cambio positivo o negativo en otro microorganismo y con ello repercutir en su desarrollo y potencial infeccioso, también puede existir una competencia o colaboración nutricional entre estos. Además, uno o varios microorganismos pueden modular la respuesta inmune de la planta de tal manera que se vuelva más o menos susceptible al ataque de un segundo o tercer microorganismo (1, 2). Varios grupos de investigación en el mundo, entre ellos, el de Fitopatología de la Red de Estudios Moleculares Avanzados del Instituto de Ecología A.C (INECOL), trabajan en entender ciertas interacciones entre los diferentes agentes fitopatógenos.
Fig. 2 Morfología macroscópica y microscópica de algunos hongos aislados. José Benjamín Rodríguez Haas
Específicamente, en el laboratorio estamos interesados en el estudio de las interacciones hongo-hongo, de naturaleza fitopatógena en ecosistemas forestales. Para esto, hemos realizado colectas en el Santuario del Bosque de Niebla, en Xalapa, Ver. de diferentes tejidos vegetales con síntomas de enfermedad (marchitamiento, clorosis, necrosis, deformación de tejido, presencia de exudados, etc.). Posteriormente aislamos los diferentes hongos de los tejidos vegetales enfermos (Fig.1). Una vez que tenemos los cultivos puros se hace la identificación y descripción morfológica, macroscópica y microscópica (Fig. 2), así como la identificación molecular, a través de técnicas de biología molecular, como son la amplificación de fragmentos de genes (segmentos de ADN, ácido desoxirribonucleico) por medio de la técnica de la PCR (Reacción en Cadena de la Polimerasa, por sus siglas en inglés) y su secuenciación (Fig. 3). Una vez conociendo la secuencia parcial de ciertos genes y junto con la caracterización morfológica, podemos saber que hongos podrían estar causando la enfermedad. Con este procedimiento hemos identificado hongos del género Neofusicoccum y Fusarium asociados a especies forestales.
Todo lo anterior no es suficiente para aseverar que estos hongos son los agentes causales de la enfermedad por lo que elaboramos protocolos que permiten simular el desarrollo de la infección en la planta. Estos ensayos de patogenicidad se realizan tomando segmentos de los diferentes órganos de la planta como son: la raíz, las hojas, los tallos o la planta completa y son inoculados manualmente con el o los hongos aislados, generando así un patosistema. Cada patosistema se desarrolla en especies agrícolas y/o forestales bajo condiciones particulares de laboratorio o invernadero. En el caso del laboratorio, establecemos el método de cámara húmeda y mantenemos los tejidos en condiciones controladas de temperatura y fotoperiodo; mientras que en el invernadero para estudiar la infección lo habitual es la inoculación en planta completa (Fig. 4).
Específicamente, nosotros hemos establecido patosistemas en tejidos de especies forestales comoliquidambar, sauce, álamo, y otros, evaluando el proceso infeccioso con el hongo Neofusicoccum parvum en solitario, pero también estudiamos el tipo de interacción que establece con otros hongos que pueden atacar a la misma planta. Estos patosistemas nos proporcionan información sobre el desarrollo de la infección en cada órgano de la planta, nos permiten conocer que tipo de interacción establecen los diferentes hongos patógenos, y nos proveen de muestras biológicas para subsecuentes estudios. ¿Qué tipo de estudios? por ejemplo, análisis a gran escala como son los “omicos” (transcriptómicos y/o metabolómicos) que nos ayudan a reconocer que genes se expresan en los hongos o que metabolitos secretan como armamento para atacar a la planta. Estos estudios también nos permiten saber cómo se defienden las plantas ya que podemos identificar sus RNAs mensajeros o metabolitos que sintetizan durante la infección.
Fig. 4 Patosistemas. A) Cámara húmeda con hojas y segmentos de tallo B) Planta completa.
Todas las fotografías por Luis Alberto Rodríguez Martínez
En conjunto toda la información que recopilamos durante un trabajo de investigación, nos ayuda a entender la dinámica molecular que se establece cuando una planta es atacada por uno o más hongos, lo que es importante para definir estrategias que permitan encontrar soluciones a problemas apremiantes en la agricultura o la ecología.
Referencias
Mole blanco: la comunicación de los dioses
Rosa María González Amaro1, Armando Contreras Hernández2, Zorba Josué Hernández Estrada3 y Carlos Flores Romero4
Artículo publicado en la Crónica [ ... ]
Leer más...Ni se cultivan ni se compran
Tlacaelel Rivera-Núñez1, Sofía Lail Lugo Castilla2, Alejandra Guzmán-Luna3, Simoneta Negrete Yankelevich2
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación [ ... ]
Leer más...La bioluminiscencia y su aplicación en la ciencia
Andrés Ramírez-Ponce y Viridiana Vega-Badillo
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 14 de marzo 2023
La [ ... ]
Leer más...Las polifacéticas esporas en los hongos
Edith Garay Serrano*
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 13 de marzo 2023
Las esporas fúngicas son cautivadoras estructuras [ ... ]
Leer más...Infecciones por bacterias y virus. ¿Qué es peor?
Bertha Pérez Hernández1 y Tobías Portillo Bobadilla2
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 10 de marzo 2023
Leer más...El níspero, rico por su consumo, pero peligroso para la flora nativa
José de Jesús Pale Pale y Gonzalo Castillo-Campos
Red de Biodiversidad y Sistemática
Artículo publicado en la Crónica y [ ... ]
Leer más...¿Por qué te llaman así? Los nombres de las plantas
Orlik Gómez García y Víctor Elías Luna Monterrojo
Jardín Botánico Francisco Javier Clavijero
Artículo publicado en la Crónica y el Portal [ ... ]
Leer más...¿Qué pasa con los animales cuando les destruyen su hogar?
Sonia Gallina y Alberto González-Romero
Red de Biología y Conservación de Vertebrados
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación [ ... ]
Leer más...Silenciando insectos plaga
Essicka García-Saldaña, Felipe Barrera-Mendez, Luis Arturo Ibarra-Juárez, Jesús Alejandro Zamora-Briseño
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación [ ... ]
Leer más...Pez cebra: la nueva rata de laboratorio
Ivette Bravo Espinoza1, José Luis Olivares Romero2, Denisse Medina Morales3 y Yoshajandith Aguirre Vidal2
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación [ ... ]
Leer más...Los manglares y humedales de Tuxpan: un refugio para la biodiversidad
Ana Laura Lara Domínguez, Arlene Ibarra Villanueva, Moisés Rivera Rodríguez, Mauricio Hernández Sánchez, Yuridia González González, [ ... ]
Leer más...Descubrimiento de una nueva especie de planta carnívora endémica de México
1*Martín Mata Rosas, 2Julián Hernández Rendón, 3Sergio Zamudio Ruiz, 4María Magdalena Salinas
Artículo publicado en [ ... ]
Leer más...La sinergia de nanomateriales como nuevos fungicidas
Iliana C. Ruiz-Leyva1, Luis A. Hermida-Montero1, Francisco Paraguay-Delgado1, Nicolaza Pariona-Mendoza2, Laila N. Muñoz-Castellano3
Artículo publicado [ ... ]
Leer más...Lenguajes de programación científico para analizar interacciones entre moléculas
Kevin Ivan Flandes Peña1 y Abraham Vidal Limón2*
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana [ ... ]
Leer más...Las flores: señales y engaños para atraer visitantes florales
Llilian Martínez-Pérez, Armando Aguirre-Jaimes y José G. García-Franco*
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación [ ... ]
Leer más...Mango Ataulfo: un mango muy mexicano
Eliel Ruiz-May1*, Mirna V. Bautista-Valle2 y José M. Elizalde-Contreras2
Leer más...
Los fragmentos de bosque y la calidad del agua en ríos de montaña
Gabriela Vázquez1, Alonso Ramírez2, Mario E. Favila3, Susana Alvarado-Barrientos1
Artículo publicado en la Crónica y el Portal [ ... ]
Leer más...Los granos de almidón en cícadas
Sonia Galicia1, Olinda Velázquez2 y A.P. Vovides1
Los granos de almidón son un producto final de la fotosíntesis y es un sistema de almacenamiento de carbohidratos [ ... ]
Leer más...HLB, la enfermedad del dragón amarillo
J. Francisco Castillo Esparza y Damaris Desgarennes
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 14 de febrero 2023
La producción [ ... ]
Leer más...¿Abrigo de invierno o traje de gala?
Luis M García Feria*
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 13 de febrero 2023
El cambio de pelaje es natural en los [ ... ]
Leer más...Reflejos de la Ciencia: inspirando a las científicas del mañana
Andrea Farias Escalera
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 10 de febrero 2023
¿Conoces [ ... ]
Leer más...Acercándonos a lo invisible
Frédérique Reverchon1
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 09 de febrero 2023
Los microorganismos son fundamentales para nuestra [ ... ]
Leer más...Botánicos, ¿los dinosaurios del siglo XXI?
Marie-Stéphanie Samain1, Rosario Redonda-Martínez1 y Esteban Manuel Martínez Salas2
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana [ ... ]
Leer más...Estrés y cambios hormonales… ¿en las plantas?
Elvis Marian Cortazar Murillo
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 07 de febrero 2023
Constantemente las [ ... ]
Leer más...No se admiten de-evoluciones
Alejandro Espinosa de los Monteros1
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 02 de febrero 2023
La evolución biológica es un proceso [ ... ]
Leer más...¿Cómo sobreviven las plantas al fuego?
Milton H. Díaz-Toribio*
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 01 de febrero 2023
Existen muchas estrategias para [ ... ]
Leer más...Efectos transgeneracionales: la herencia no genética
Ornela De GasperIn, Fernanda Baena Díaz y Daniel González Tokman*
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el [ ... ]
Leer más...Los mamíferos poco conocidos de México: los tlacuaches
Miguel Ángel Ortiz Acosta*, Jorge Galindo González* y Claudio Mota Vargas**
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana [ ... ]
Leer más...Opresión costera en las costas veracruzanas
Ma. Luisa Martínez1 y Debora Lithgow2
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 26 de enero 2023
La opresión costera [ ... ]
Leer más...Los escarabajos amantes del agua
Roberto Arce-Pérez y Daniel Reynoso-Velasco
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 25 de enero 202
Los escarabajos amantes del [ ... ]
Leer más...Daño Colateral… las canteras de la sierra Manuel Díaz
Israel Acosta Rosado1 y Enrique César Crivelli1
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 24 de enero 2023
El [ ... ]
Leer más...¡La Mariola y El Guayule en tierras de Pancho Villa!
Karina Magdalena Grajales Tam1
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 23 de enero 2023
Al escuchar estos [ ... ]
Leer más...Toxoplasma gondii: ¿un parásito que hace zombis?
Antonio Acini Vásquez Aguilar y Dolores Hernández Rodríguez
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 19 de enero [ ... ]
Leer más...¿Y cómo hacen el sonido los insectos?
Magdalena Cruz Rosales
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 18 de enero 2023
Los insectos emiten sonidos mediante estructuras [ ... ]
Leer más...Etnobiología molecular de cícadas
Jorge González-Astorga
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 17 de enero 2023
En este trabajo abordo el estudio [ ... ]
Leer más...Buscando AbEs para la Península de Yucatán
Debora Lithgow, Juan José Von Thaden, Valeria Chávez, Rodolfo Silva
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 16 de enero [ ... ]
Leer más...La heterogeneidad estructural del cambio climático global
Wesley Dáttilo1 y Daniel González-Tokman1
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 12 de enero 2023
“No [ ... ]
Leer más...Helmintos intestinales de la raya látigo
Daniel Augusto Pozos Carre, Carlos Daniel Pinacho Pinacho y Oscar Méndez
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 11 de enero [ ... ]
Leer más...Dibujando Ciencia
Andrea Viviana Ballen-Guapacha*, Rosa Ana Sánchez-Guillén*
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 10 de enero 2023
La ilustración [ ... ]
Leer más...¿Qué es la paleoclimatología?
Alexandro Medina Chena y Rafael Villegas Patraca
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 09 de enero 2023
Para conocer las condiciones [ ... ]
Leer más...