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sábado 27 de mayo de 2017

Reportajes
01/09/2016

Magnaporthe oryzae, la gran amenaza de los cultivos de arroz y trigo

Julio L. Rodríguez. Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas UPM–INIA

El hongo Magnaporthe oryzae (anamorfo Pyricularia oryzae) fue considerado en 2012 por los expertos como el hongo patógeno más importante del mundo en cuanto a los efectos económicos y sociales ocasionados (Dean et al., 2012), teniendo en cuenta que es un cultivo de gran importancia para la mitad de la población mundial.

En países del mundo como China, India, Pakistán y otros muchos países altamente poblados, dependen en gran medida del arroz como alimento principal. Por lo tanto y debido a la amplia distribución de estos cultivos podemos decir que este patógeno y su enfermedad (denominada piriculariosis, quemazón, el “fallat de l’arròs", el "cucat" o añublo) tienen unos efectos devastadores en la producción de arroz mundial. Por ejemplo, cálculos recientes estiman que la pérdida anual producida por M. oryzae son equivalentes a las necesidades calóricas de entre 212 y 742 millones de personas (Fisher et al., 2012). A su vez, M. oryzae se ha convertido en los últimos años en un organismo modelo donde estudiar mecanismos generales de las interacciones planta-patógeno. Numerosos grupos de investigadores en todo el mundo (especialmente en Asia) estudian cómo el hongo infecta a la planta y cómo es capaz de evitar los sistemas de inmunidad basal de la planta. En Europa, Italia y España producen un 80% del total de arroz de la Unión Europea (50% Italia y un 30% España). En España hay aproximadamente 115.000 hectáreas dedicadas a la producción de arroz y tienen un rendimiento de 7,75 toneladas/hectáreas (a partir de datos de la SGCHI ). Andalucía es la región con más alta producción de arroz seguida de Extremadura y Cataluña (ver grafica). En la última década, las infecciones de piricularia se han producido en casi todas las regiones productoras españolas (Cataluña, Valencia, Extremadura, Andalucía, etc.) produciendo grandes pérdidas económicas.

El hongo Magnaporthe oryzae tiene un ciclo de vida corto en la planta y por tanto múltiples infecciones se pueden llevar a cabo en un campo infectado por este patógeno (Illana et al., 2013). El hongo penetra por la hoja gracias a una estructura de forma semiesférica denominada apresorio (en la foto se observa una espora germinada formando un apresorio). El hongo produce lesiones visibles en las hojas de forma alargada, de color marrón uniforme y más tarde con centros grisáceos y bordes de color marrón (se pueden observar en las fotos las hojas de arroz infectadas con M. oryzae). Dependiendo de la variedad y las condiciones predisponentes las pérdidas ocasionadas por la infección pueden llegar a reducir en más de un 65% los rendimientos en la producción de granos de arroz.

La piricularia no sólo afecta al arroz. En el año 1985 se detectó en el estado de Paraná (Brasil) el primer caso de epidemia de esta enfermedad en trigo. También han surgido casos en Paraguay, Bolivia e incluso en Bangladesh. Recientes casos de infección de campos de trigo en estas importantes regiones nos dan idea del riesgo de Magnaporthe de producirse de forma habitual infecciones en estos cereales. En el caso del trigo no existen tratamientos efectivos o cultivares resistentes y por tanto los efectos pueden llegar ser muy graves. M. oryzae infecta también centeno, cebada y triticale.

El pasado 26 de abril la prestigiosa revista científica Nature publicó en su sección de noticias, el devastador efecto de Magnaporthe sobre los campos de trigo en Bangladesh (Callaway, 2016). En distintas regiones de Bangladesh 15.500 hectáreas de trigo han sido infectadas por Pyricularia tritici. Actualmente existe una preocupación mundial por la posibilidad de la expansión de este patógeno a otras áreas geográficas donde el trigo tiene mucha importancia económica, como por ejemplo Europa o Rusia.

La piricurialosis está considerada como una enfermedad criptogámica compleja debido a la variabilidad patogénica y la rapidez con la que este hongo consigue evadir las defensas basales del arroz. Para poder encontrar vías efectivas para combatir el hongo necesitamos tener nociones claras a nivel molecular de las distintas fases del ciclo de vida del hongo y de mecanismos de resistencia de la planta.

A nivel molecular ya conocemos algunos de los mecanismos que conducen al hongo a entrar en la planta y producir la infección (Illana et al., 2013). Gracias a estos conocimientos la búsqueda de tratamientos puede llevarse a cabo de una manera más efectiva. Actualmente en España no hay muchos grupos de investigación que estudien la biología a nivel molecular de Magnaporthe oryzae. El Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas (CBGP) es un centro mixto de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) y del Instituto Nacional de Investigación de Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA) y es donde actualmente se desarrollan varios proyectos de investigación con M. oryzae. Concretamente el grupo de la doctora Ane Sesma lleva a cabo varios proyectos enfocados en entender la infección de Magnaporthe y de las respuestas del arroz a diferentes tipos de estrés (salinidad, infección por del hongo, etc.).

En este mismo centro, desde septiembre del 2015, quien firma estas líneas desarrolla otro proyecto financiado por el Programa Estatal de Investigación, Desarrollo e Innovación Orientada a los Retos de la Sociedad y cofinanciado con fondos FEDER. El reto de esta investigación es identificar nuevas proteínas relevantes para que el hongo Magnaporthe oryzae se adapte correctamente al medio externo. Esta adaptación es un proceso esencial para que el hongo sea capaz de infectar a la planta. Esperamos encontrar nuevas conexiones entre vías de señalización en Magnaporthe oryzae. Dado el importante papel que desempeña esta ruta en el crecimiento del hongo, los nuevos genes identificados como resultado de este proyecto podrían ser claramente dianas para el desarrollo de moléculas inhibidoras y de control de este devastador patógeno (Rodríguez-Romero et al., 2015). Evidentemente, todos los conocimientos a nivel molecular que nos ayuden a entender como el hongo se desarrolla y se disemina, nos podrían servir en un futuro para descubrir nuevas estrategias de lucha contra esta grave enfermedad de los cereales (trigo, arroz y cebada).

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