Pais: Brasil

Fecha: 02 de Julio del 2021

La investigación utiliza partes de bacterias para inducir resistencia en el tomate  por Embrapa, Brasil

    Un método sin precedentes redujo la gravedad de la mancha bacteriana en las plantas en un 45%.

    Partes del cuerpo de la bacteria Xanthomonas, como los flagelos y las paredes celulares, pudieron estimular el sistema de defensa de las plantas de tomate.

    Los resultados abren la posibilidad de un nuevo bioinsumo capaz de reducir los productos químicos utilizados hoy en día para controlar la enfermedad, como los fungicidas a base de cobre.

    La tecnología tiene baja toxicidad y se puede aplicar en pequeñas dosis, lo que genera buenos impactos ambientales y económicos.

    La solución puede funcionar para otros cultivos y otros patógenos del propio tomate.

    Embrapa está buscando socios para completar pruebas a escala industrial y llevar el producto al mercado.

Con un enfoque sin precedentes, los científicos lograron reducir en un 45% el daño causado por la mancha bacteriana del tomate, una enfermedad importante del cultivo. El equipo de Embrapa utilizó partes de bacterias del género Xanthomonas , como su pared celular y flagelos, para inducir resistencia en las plantas. Los resultados pueden conducir a un bioinsumo capaz de reducir la necesidad de los productos químicos que se utilizan hoy en día contra la enfermedad.

Además de su baja toxicidad, el nuevo producto se puede aplicar en pequeñas cantidades, aportando ventajas medioambientales y económicas. Embrapa está negociando con un socio privado para completar la investigación y llevar el producto al mercado.

Las bacterias que se utilizan para inducir la resistencia no son la causa de la enfermedad del tomate. Aun así, estimularon el sistema inmunológico de las plantas. “Estas partes del microorganismo utilizado, especialmente la pared celular, desencadenaron un rápido reconocimiento por parte de la planta, estimulando su sistema de defensa. A estas estructuras las llamamos elicitors, desencadenantes que desencadenan el proceso ”, detalla el investigador de Embrapa Environment  Bernardo Halfeld , coordinador del estudio. El mecanismo es análogo al modo de acción de las vacunas, que también provocan al sistema inmunológico a través de microorganismos, o sus partes, sin perjudicar la salud.

La aplicación del bioinsumo se realizó mediante dos métodos: aspersión sobre las hojas (aspersión) y goteo sobre el suelo. Ambos tuvieron éxito. Un producto comercial futuro podría tener métodos de aplicación similares.

Como funciona

Los inductores, derivados de bacterias fitopatógenas, presentan los patrones moleculares capaces de ser reconocidos por los receptores presentes en la célula vegetal. Cuando los inductores de una Xanthomonas son reconocidos por receptores de plantas no hospedantes, se activan los mecanismos que preparan a la planta para desencadenar la resistencia sistémica adquirida.

En la investigación, 12 aislados de Xanthomonas se infiltraron en las plantas. Diez mostraron hipersensibilidad, una reacción de muerte celular que ocurre de manera intensa, local y rápida cuando la célula huésped reconoce que está siendo atacada. Al morir rápidamente, el proceso de infección a las células vecinas se detiene y la enfermedad no avanza.

La reacción de hipersensibilidad da como resultado la muerte rápida y localizada de un número limitado de células que rodean el sitio de infección cuando las células bacterianas incompatibles ingresan a la planta, interrumpiendo el crecimiento y desarrollo del patógeno en el tejido vegetal, siendo uno de los mecanismos de defensa más importantes de las plantas.

Sin embargo, los inductores, cuando se extrajeron y aplicaron a las plantas de tomate, no causaron daño a las plantas, pero pudieron prepararlas para responder a la enfermedad tan pronto como comenzó el proceso de infección.

La búsqueda

Según Camila Simões, estudiante de maestría en la Unesp que trabajó en este estudio, estos componentes celulares de Xanthomonas desencadenan un rápido reconocimiento incompatible por parte de la planta de tomate. Se basó en el hecho de que las bacterias de este género, que son incompatibles con el tomate, son una fuente de elicitores capaces de desencadenar una respuesta que resulta en una reducción de la severidad de la mancha bacteriana, con perspectivas de uso práctico.

Próximos pasos

El investigador Bernardo Halfeld explica que la búsqueda de inductores es el primer paso en el desarrollo de un producto para uso agrícola. “A través de alianzas con empresas del sector de bioinsumos, es posible promover la obtención de fórmulas con estas moléculas a gran escala”, dice. Además, los resultados pueden ofrecer una alternativa para controlar otras enfermedades del tomate.

Halfeld explica que el estudio debería impulsar el proceso de selección de componentes biológicos para controlar las enfermedades bacterianas. “Esto se debe a que, en varios cultivos de interés agronómico, existen bacterias del género Xanthomonas que son potenciales proveedoras de elicitores de esta naturaleza”, declara. Por lo tanto, existe la perspectiva de que se puedan desarrollar productos similares para otras culturas y para diferentes enfermedades.

Además de su baja toxicidad y de poder ser aplicado en pequeñas cantidades, aportando ventajas medioambientales y económicas, puede sustituir a los insumos químicos que se utilizan actualmente para combatir la enfermedad. “Hoy en día, para combatir las manchas bacterianas en las plantas de tomate, el insumo más utilizado es un fungicida a base de cobre”, dice la investigadora.

En un siguiente paso, el investigador y el estudiante de doctorado de la Unesp Valdeir Nunes pretenden ampliar los estudios para definir el efecto de estos inductores sobre la enfermedad y sobre la planta hasta la etapa productiva. El objetivo es verificar el efecto de la tecnología a lo largo del ciclo del tomate, combinado con diferentes concentraciones y otras formas de aplicación de elicitores que pueden promover un abanico más amplio de opciones para el productor.

A mancha-bacteriana

Según la Encuesta de Presupuesto Familiar 2017-2018, del Instituto Brasileño de Geografía y Estadística ( IBGE ), en promedio, cada brasileño consume 4,2 kg de tomate al año, siendo la verdura más popular entre los brasileños. La producción se acerca a los 4 millones de toneladas, lo que coloca a Brasil en la novena posición del mundo. La cosecha mueve R $ 5,7 mil millones por año. Sin embargo, al ser una fruta con una vida útil relativamente corta, se enfrenta a riesgos constantes, que acechan a unos 50.000 productores y 212 millones de consumidores: enfermedades, insectos y el daño causado por enfermedades bacterianas en las plantas de tomate, que son más pronunciados en el período lluvioso, alcanzando el 100%.

Una de las principales amenazas, la mancha bacteriana, es de difícil control y exige el uso de cobre, cuya molécula activa es el cobre. Cuanto más se utiliza este producto, más bacterias se vuelven resistentes a él, lo que provoca una pérdida de eficacia con el tiempo. La aplicación continua de pesticidas también puede seleccionar cepas resistentes, haciendo que ciertos ingredientes activos pierdan su efectividad.

Producción

Más de la mitad de la producción brasileña de tomate se concentra en dos estados: Goiás (29% con 1,1 millones de toneladas) y São Paulo (23%, con 918 mil toneladas). Minas Gerais participa con el 13% del total: alrededor de 550 mil toneladas. También hay producción significativa en Bahía (6%) y Paraná (5,9%), que superan las 200 mil toneladas por año. Espírito Santo (4,2%), Santa Catarina (4,1%), Ceará (4%), Río de Janeiro (3,6%) y Rio Grande do Sul (2,7%) superan las 100 mil toneladas anuales. Los datos son del IBGE, 2020.

Traducido del portugués.

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