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Aspectos clave del hongo del arroz

El hongo Magnaporthe grisea es el responsable de una de las peores plagas del arroz en todo el mundo, llegando a afectar las cosechas de 85 países

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Un equipo de investigación británico ha encontrado una nueva vía para atacar al que está considerado como uno de los hongos más dañinos para los cultivos de arroz en todo el mundo, Magnaporthe grisea. Se estima que este hongo, conocido como el hongo del arroz, destruye anualmente un volumen del producto con el que se podría alimentar a 60 millones de personas.

El equipo de expertos, dirigido por Martin Gilbert, de la Universidad de Exeter, ha publicado su trabajo en la revista Nature. El hongo, explican los investigadores, ataca la planta haciendo pequeños agujeros en las hojas e introduciendo proteínas que rompen los tejidos de la planta. De esta forma, Magnaporthe se infiltra en ella y la destruye. El hallazgo de los investigadores se centra precisamente en el gen del que depende la síntesis de la enzima que destruye los tejidos de la planta.

Hay algunas plantas que son capaces de detectar el ataque del hongo a tiempo y desencadenar, como respuesta, una serie de mecanismos de defensa. Sin embargo, hasta ahora era un misterio cuál era esta señal. En varios experimentos, los investigadores suprimieron el gen, denominado MgAPT2, y vieron que esto «desarmaba» al hongo ya que era incapaz de producir la enzima con la que destruye los tejidos de la planta. Igualmente, la supresión del gen eliminaba los mecanismos de defensa de algunas plantas. Es decir, la planta no detectaba el ataque del hongo, lo que confirma que ese es el paso esencial. «Sabemos», asegura Martin Gilbert, «que este gen es absolutamente necesario para que el hongo pueda causar la enfermedad en la planta».

Gen clave para el ataque del hongo

Un grupo de investigación español busca resistencias contra M.grisea en otros organismos como insectosComprendiendo cómo ataca el hongo, los investigadores creen que podrán ser capaces de formular fungicidas más efectivos y crear plantas mejoradas con más capacidad de resistencia a este patógeno. Magnaporthe grisea es una de las peores plagas del arroz en todo el mundo. La situación es más grave en países que tienen una gran dependencia de este cultivo. En India, por ejemplo, se calcula que destruye 266.000 toneladas de arroz cada año. En Japón, la infección puede afectar anualmente hasta 865.000 hectáreas. En Filipinas, en centenares de hectáreas de cultivos se pierde la mitad de la cosecha, según cifras del Instituto Internacional de Investigación del Arroz (IRRI, en sus siglas inglesas). El hongo ha sido capaz no sólo de crear resistencias a los diferentes fungicidas que se han ido aplicando a lo largo de los años sino de superar las resistencias de plantas obtenidas por cruce tradicional en los viveros.

Todo ello explica la presión por conseguir remedios contra esta plaga y las diversas líneas de investigación centradas en el patógeno. España no es ajena al problema y el Delta del Ebro y el Guadalquivir, dos zonas arroceras por excelencia, tienen como una de las principales amenazas a Magnaporthe. La lucha contra este hongo pasa por la fumigación de los campos. Curiosamente, estas zonas arroceras están cerca de parques naturales protegidos y a los cuales, en teoría, no debería llegar ninguna contaminación química por fungicidas, comenta Blanca San Segundo, investigadora del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y directora de un grupo de trabajo sobre mecanismos de defensa contra este patógeno.

Lo que llama la atención del trabajo de este equipo de expertos es que no buscan las resistencias en otro tipo de variedades de arroz sino que las buscan en otros organismos, como insectos. O como Aspergillus giganteus, otro hongo que se encuentra de forma habitual en la tierra y que no es patógeno para el ser humano.

Evitar los fungicidas

El hongo Aspergillus giganteus secreta una proteína antifúngica para defenderse de otros hongos; por otro lado, la cecropina es una péptido que producen algunas larvas de insectos para protegerse contra los hongos, explica Blanca San Segundo. En ambos casos, los investigadores han visto que la planta del arroz puede defenderse de Magnaporthe si se le ha incorporado o bien el gen de crecopina o bien el gen de Aspergillus.

«Hemos comprobado que la introducción del gen es efectiva. Pero, además, estamos trabajando para conseguir que la planta en condiciones normales no produzca esos compuestos». Para ello, explica San Segundo, introducen un «promotor», una especie de interruptor que indica a la planta cuándo debe iniciar la respuesta de defensa. Se trata de un trozo de ADN colocado antes del gen que desata la respuesta de defensa. El promotor reconoce la presencia del hongo y desencadena la activación del gen responsable de la síntesis de la crecopina o de la proteína antifúngica de Aspergillus, hongo que no es patógeno en humanos.

La idea es que los compuestos antifúngicos se expresen sólo ante un ataque del hongo y únicamente en las hojas, de forma que la respuesta temprana frene la plaga, evitando de esta forma el uso de fungicidas. Los trabajos, y dada la situación de las plantas transgénicas, no son actualmente aplicables. Quizás en el futuro se puedan comercializar. De momento, la investigación se centra en condiciones controladas en laboratorio con el fin de tener soluciones a punto para el momento en que se necesiten, señala la experta.

Otra estrategia que se probó y aplicó con éxito en zonas de Filipinas, China o Vietnam es el cultivo de variedades de arroz diferentes en el mismo campo, en hileras una al lado de la otra, así como otro tipo de plantas. Lo hizo un grupo del IRRI, que consiguió convencer a diversos agricultores para que dejaran de fumigar tanto (de hecho, se comprobó que los agricultores aplicaban demasiados fungicidas porque sobrevaloraban el riesgo de plagas) y para que cultivaran de esta forma. Una vez el patógeno se ha adaptado a la fisiología de una planta de arroz, está a punto para atacar el resto del cultivo, explicaban en su momento fuentes del IRRI a través del servicio Promed, de la Sociedad Internacional de Enfermedades Infecciosas. Sin embargo, indican las mismas fuentes, si hay diversidad en el cultivo, y las plantas son diferentes, la dispersión de ataque del hongo no es tan probable.

UN HONGO CON GRAN CAPACIDAD DE MUTACIÓN

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La enfermedad causada por Magnaporthe grisea, conocido como el hongo del arroz, fue descrita por vez primera en China en 1637. Desde entonces, el hongo se halla y afecta a las cosechas de 85 países. También puede afectar a la hierba (en 1996 afectó a varios campos de golf en California) así como a otros cultivos, como el trigo o el centeno.

Los brotes de M.grisea se controlan con fungicidas como probenazole, tricyclazole o pyroquilón o fthalido, compuestos que suponen una preocupación ambiental cada vez mayor. Otra de las estrategias usadas en algunos países es quemar los campos afectados. El inconveniente de esta última estrategia es que no garantiza la eliminación total del hongo ya que se ha visto que las semillas de la hierba pueden actuar como reservorio de M. grisea. Además, el hongo, que tiene una gran variabilidad genética y de mutación, ha sido capaz de crear resistencias a los fungicidas y a las resistencias genéticas de algunas variedades de plantas de arroz obtenidas por cruce tradicional.

El genoma de M.grisea se obtuvo el año pasado. Con él, la comunidad científica espera poder desarrollar métodos más efectivos de control de la plaga. Lo consiguió un equipo internacional liderado por la Universidad de Carolina del Norte, en EEUU. EL mapa reveló que el organismo tiene 11.209 genes y que algunos de estos genes codifican proteínas que son altamente susceptibles a nuevos fungicidas.

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