Interacciones hongo-hongo: ¿sinergismo o antagonismo?
Nohemí Carreras-Villaseñor, Luis Alberto Martínez-Rodríguez, José Benjamín Rodríguez-Haas y Diana Sánchez-Rangel
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
- J. R. Lamichhane, V. Venturi, Synergisms between microbial pathogens in plant disease complexes: a growing trend. Front. Plant Sci.06 (2015), doi:10.3389/fpls.2015.00385.
- C. Tollenaere, H. Susi, A.-L. Laine, Evolutionary and Epidemiological Implications of Multiple Infection in Plants. Trends Plant Sci.21, 80–90 (2016).
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- Lateralidad y el mundo al revés
- Una salud
- Controlando el muérdago en CDMX
- Alimentos funcionales
- ¿Sabias que las plantas también tienen tumores?
- Montañas + bosques = provisión y aseguramiento de agua
- Bacterias, aliadas de la agricultura
- El fin de los tiempos
- ¿Obesidad y Diabetes?... ¡Algas al rescate!
- El escarabajo africano, ¿migrante o invasor?
- Humedales flotantes y cambio climático
- Integridad ecosistémica y salud humana: el caso de las enfermedades transmitidas por insectos
- ¿Reforestar o restaurar ecosistemas?
- El Jardín Botánico Fco. Javier Clavijero y la colección nacional de cícadas
- Escarabajos ambrosiales: demografía y cambio climático
- Arrecifes coralinos
- Insectos Trips: los vemos en cada flor
- La percepción socioambiental de la vida silvestre
- Diversidad faunística del desierto chihuahuense
- Árboles fuera del bosque recursos forestales en el futuro
- Transmisión y especificidad de muérdagos
- La encrucijada de los insectos en el Antropoceno
- Nuevas especies vegetales, riesgos y alternativas
- La nueva era de los fertilizantes
- El polen y las abejas: una relación más compleja de lo que aparenta
- Fragmentación del hábitat en plantas: un método para estudiarla
- Globalización y biodiversidad: especies exóticas invasoras
- ¿Bichos para la cena?
- Los murciélagos no son los villanos en el drama del Coronavirus
- El águila real y el pastizal
- Importancia de conocer y conservar a los anfibios
- Los escarabajo del estiércol en la mitología humana
- Caminando entre verdes oportunistas
- El reloj de los mamíferos
- Zoológicos: esfuerzos incomprendidos conservando fauna
- Diversidad y madrigueras de roedores
- Colecciones biológicas en Veracruz
- El agua de la Cuenca Alta de la Antigua
- El silencio de la humanidad y la reaparición de la fauna silvestre
- Toritos cavadores del suelo
- ¿De dónde vienen las plantas?
- Biotecnología aplicada en la acuicultura
- Comunicación química planta – bacteria
- Nudibranquios: Criaturas de fantasía
- Innovación tecnológica inspirada en la naturaleza
- La función secreta de las alas en las moscas de la fruta
- La cacerolita de mar
- La vida de los escarabajos entre luz y oscuridad
- Seguridad alimentaria: Nuestras soluciones están en la naturaleza
- Los microRNAs, orquestadores de las respuestas de defensa de las plantas
- Refugios cavernícolas, importantes en la conservación de los murciélagos
- Los perfumes de las bacterias
- La planta madre del jitomate, un aporte ancestral
- Diversidad de haemosporidios en Aves de Isla Socorro
- México, pueblo que come hongos, especies silvestres y cocina nacional
- Información básica y recomendaciones de manejo de mascotas ante el COVID-19
- COVID-19 lejos de mi casa
- Coronavirus confronta escasez de agua
- Los cafetales bajo sombra brindan mucho más que café
- Nuevo estudio muestra la vulnerabilidad de las ciudades mexicanas ante COVID-19, la sobrecarga de sus sistemas públicos de salud y la importancia del distanciamiento social
- El biocontrol en la era del miocrobioma
- ¿Es una buena idea invertir en salud y ciencia?
- Predicción cumplida: otra pandemia
- Mapas: herramientas contra desastres naturales
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- Solidaridad hídrica frente al COVID-19
- ¿Las cícadas tóxicas, son comestibles?
- ¿Qué es el Microscopio Electrónico de Transmisión?
- Conociendo a los hongos fitopatógenos
- Parásitos: mala fama, seres fascinantes
- Bacterias que nutren
- Calidad e maíces para alimentos tradicionales
- ¿ Se conservan los mamíferos?
- Diversidad filogenética: más allá del número de especies
- Sustrato orgánico para el crecimiento vegetal
- Un virus bioinsecticida para el control del gusano terciopelo de la soya
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- La función de la vegetación ribereña y la calidad de los ríos
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- Escarabajos estercoleros: los tractores del suelo
- Secuestro de carbono en los desiertos de México
- Los coyotes y las zorritas no leen en inglés: La historia de dos especies que coexisten en la Reserva de la Biosfera Mapimi
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- Microorganismos y gradientes altitudinales: ¿los microbios siguen los principios de Humboldt?
- Humboldt, el gran inspirador
- Hongos ascomicetos y el Programa DELFIN
- ¿A dónde y cómo se mueven los insectos?
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- Energía del océano como alternativa
- Abejas: joyas de nuestros bosques
- Vegetación, Humboldt y gradiente altitudinal
- Islas Marías y los muros de agua
- Conociendo los acantocéfalos en México
- Gatos ferales
- Oportunidades de investigación en torno al cultivo de frutos suaves en México
- Escarabajos: Los buenos somos más
- Día Nacional de los Jardines Botánicos 2019
- Limpiando agua en humedales con flores
- Aire no contaminado con biorefinerías
- Biodiversidad y seguridad alimentaria
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- Relaciones planta-animal en la naturaleza
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- Oxalidaceae, una familia de plantas escasamente conocida con gran potencial utilitario.
- Encuentran migas de pan de 14,400 años en Jordania
- ¿Será posible recuperar especies animales?: el caso del Santuario del Bosque de Niebla en Xalapa
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- ¿Porque conservar la biodiversidad?
- La cría de escarabajos estercoleros en áreas ganaderas de Veracruz, como respuesta al efecto económico de la Ivermectina aplicada al ganado
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- La ciencia y la divulgación
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- Los compuestos organoclorados en la fauna de Xalapa y zonas cercanas
- 1er Festival ECOPICS de la Montaña un evento a recordar…
- ¡Científico del pasado vs. Científico del presente!
- Los escarabajos escolotinos
- Ciencia ciudadana en México
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- La colección de plantas carnívoras mexicanas del género Pinguicula
- El potencial del microbioma en la biotecnología
- El ciclo del carbono en las zonas áridas mexicanas
- Las hormigas arrieras… ¿comen hojas?
- La ganadería y la pérdida de la biodiversidad
- Persistencia de fauna silvestre en paisajes modificados de Veracruz
- Moscas inductoras de tumoraciones en plantas
- Ciudades: amenazas y oportunidades para la biodiversidad
- Los azafrancillos mexicanos
- Programar para preservar
- Percepcion y conservación de los bosques aledaños a la ciudad de Xalapa
- INECOL y Ganadería Sustentable de Veracruz
- Firma de convenio EER-INECOL con CANACINTRA
- Vida silvestre
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- Un nuevo patrimonio mundial el Valle de Tehuacán - Cuicatlán: hábitat originario de Mesoamérica
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- La pitaya: un fruto que puede cultivarse sin eliminar la vegetación
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- Utricularia; una de las especies favoritas del naturalista Charles Darwin
- La Colección de Hongos (XAL) del INECOL
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- Microscopía electrónica de barrido y microanálisis de elementos del Clúster Científico y Tecnológico BioMimic®
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- Parque Nacional Revillagigedo: un legado de conservación a posteridad
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