Un avance en el control de plagas abre nuevas vías para una agricultura más sostenible
En todo el mundo, los agricultores aplican cerca de 4 millones de toneladas de pesticidas químicos al año para proteger sus cultivos, lo que representa una industria de 60.000 millones de dólares.
Si bien estos compuestos han aumentado significativamente la productividad agrícola, su uso generalizado ha generado preocupaciones respecto del impacto ambiental, los riesgos para la salud y la sostenibilidad a largo plazo de la agricultura moderna.
Para arrojar luz sobre este tema, un equipo de investigación dirigido por el profesor Gen-ichiro Arimura del Departamento de Ciencias Biológicas y Tecnología de la Universidad de Ciencias de Tokio, examinó de cerca la fina interacción molecular que ocurre entre los ácaros y sus plantas hospedantes para probar la teoría del control de plagas de las plantas.
Limitaciones en el control convencional de plagas
La araña roja de dos manchas, Tetranychus urticae, ejemplifica las limitaciones del control de plagas convencional basado en pesticidas en la agricultura y la horticultura.
Estos arácnidos microscópicos infectan una amplia gama de cultivos y árboles frutales y pueden reproducirse extremadamente rápido.
Más importante aún, a diferencia de muchas otras plagas, desarrollan rápidamente resistencia a los pesticidas químicos, lo que hace que los esfuerzos de control sean cada vez más difíciles.
Ante el aumento de la resistencia a los pesticidas, los agricultores de todo el mundo buscan con urgencia estrategias alternativas y sostenibles de control de plagas.
El equipo se centró en sustancias específicas llamadas elicitores secretadas por T. urticae y examinó sus efectos biológicos en varios cultivos.
“Un elicitor es una molécula que poseen las plantas o plagas y que puede mejorar la respuesta de defensa de las plantas”, explicó el profesor Arimura.
En nuestra investigación previa, identificamos dos tetras, denominadas Tet1 y Tet2, como elicitores en las glándulas salivales de la araña roja; estas sustancias inducen respuestas de defensa en el frijol común y otros cultivos de importancia comercial.
¿Por qué se produce resistencia a los pesticidas?
El equipo de investigación investigó los efectos de 18 proteínas adicionales de las glándulas salivales sobre la resistencia de las hojas de frijol común a T. urticae .
Según este estudio inicial, identificaron dos nuevas tetraninas, Tet3 y Tet4, que parecen reducir la reproducción de los ácaros en las plantas.
Después de una serie de experimentos que involucraron ingeniería genética y métodos moleculares y bioquímicos avanzados, el equipo descubrió los roles de Tet3 y Tet4 en las complejas interacciones entre T. urticae y sus plantas hospedantes.
Curiosamente, descubrieron que la expresión de Tet3 y Tet4 varía considerablemente según la planta de la que se alimentan los ácaros. Los ácaros que se alimentan de judías comunes, su hospedador preferido, presentaron niveles significativamente más altos de expresión de Tet3 y Tet4 que los de pepinos, una opción menos preferida.
Cabe destacar que las plantas expuestas a ácaros con mayor expresión de Tet3 y Tet4 mostraron respuestas de defensa más fuertes, incluyendo un mayor flujo de iones de calcio, una mayor generación de especies reactivas de oxígeno y una mayor expresión de un gen defensivo llamado PR1. La aplicación individual de Tet3 y Tet4 a las plantas tuvo diferentes efectos en las respuestas de defensa para el control de plagas, lo que destaca la especificidad de la función de cada elicitor.
“En conjunto, nuestros hallazgos muestran que estas tetraninas responden a señales variables del huésped que pueden optimizar la aptitud herbívora al alterar la respuesta antiácaros de la planta huésped”, dijo Arimura.
Implicaciones para la agricultura sostenible y la seguridad alimentaria
Las implicaciones de estos hallazgos son dobles.
En primer lugar, comprender los mecanismos moleculares que subyacen a las interacciones entre organismos conduce a una mejor comprensión de la evolución, los ecosistemas y la biodiversidad. Elicitores como las tetraninas actúan como eslabones cruciales en estos sistemas complejos, lo que hace que su estudio detallado sea esencial para descubrir conocimientos biológicos más amplios.
Desde una perspectiva agrícola, las tetraninas y otros elicitores similares ofrecen potencial para mejorar los cultivos, ya que el conocimiento del sistema de detección de elicitores puede ayudar a desarrollar cultivos más sensibles y resilientes.
Arimura concluyó: “Los elicitores pueden ser útiles como bioestimulantes que pueden aumentar la resistencia potencial de las plantas a las plagas.
“El desarrollo de tales técnicas de cultivo orgánico es extremadamente significativo en el mundo actual, a medida que el impacto ambiental y ecológico del uso intensivo de control de plagas se hace más severo."
“Esperamos que la identificación de los elicitores secretados por las plagas y el esclarecimiento de sus funciones conduzca a medidas sin precedentes contra los ácaros”.
La continuación de las investigaciones sobre el control de plagas de las plantas podría contribuir a una agricultura más sostenible y a una mayor seguridad alimentaria.
[Este contenido procede de Innovation news network Lee el original aquí]
