Los investigadores del Centro John Innes se han acercado un paso más a la ingeniería genética del arroz que es resistente a un hongo devastador a nivel mundial.
Missy Green
El descubrimiento, publicado en el Journal of Biological Chemistry , proporciona nuevas ideas sobre cómo los receptores inmunes del arroz reconocen y se unen a las proteínas fúngicas. Con un control sobre cómo el grano combate la enfermedad, los investigadores esperan armar una variedad de arroz con los receptores que necesita para resistir la enfermedad por explosión de arroz. El hongo causa pérdidas de hasta un tercio de la cosecha mundial de arroz, suficiente para alimentar a 60 millones de personas cada año, informa el instituto.
“Mejores receptores inmunes deberían beneficiar a todo el cultivo y aumentar los rendimientos generales para los agricultores. Esperamos diseñar receptores inmunes del arroz para detectar mejor la presencia del patógeno de la explosión del arroz a través de la unión de las proteínas "efectoras" del patógeno", dijo el investigador principal Mark Banfield a FoodIngredientsFirst.
Magnaporthe oryzae , el hongo que conduce a la enfermedad de la explosión del arroz, crea lesiones en las plantas de arroz, lo que a su vez reduce el rendimiento y la calidad del grano. “Los productores de arroz emplean diversas estrategias para evitar el hongo, pero aún no se dispone de un enfoque sostenible. Tanto el costo como las preocupaciones ambientales han limitado el éxito de los fungicidas”, informa el Centro John Innes.
Actualmente, se han desarrollado variedades de arroz resistentes a hongos, pero no son ideales debido a los bajos rendimientos. Su menor producción está asociada con el "arrastre de enlaces", la transferencia de genes malos junto con los buenos. El descubrimiento podría dar a los criadores de arroz la información que necesitan para diseñar variedades de arroz de élite que rindan mejor en el campo.
El hongo de la explosión del arroz envía muchos tipos de proteínas, conocidos como efectores, a las células de la planta de arroz. Sin embargo, la clase de receptores inmunes que los investigadores estudiaron, las proteínas de repetición ricas en nucleótidos y ricas en leucina (NLR), generalmente solo reconoce un tipo de proteína patógena. Incapaz de hacer frente a más de un efector de explosión de arroz, la planta no puede combatir la enfermedad adecuadamente.
En colaboración con investigadores en Japón, el equipo de Banfield quería descubrir si los NLR podían identificar más tipos de efectores fúngicos y unirse a ellos. Cuando los NRL se unen a un efector de arroz, causa la muerte celular, evitando daños al resto de la planta.
“Las células mueren en un área muy localizada, por lo que el resto de la planta puede sobrevivir. Es casi como sacrificar su dedo para salvar el resto de su cuerpo”, dice Banfield.
Los investigadores se sorprendieron al encontrar que los NLR se unían a más de un tipo de efector fúngico. Los NLR están unidos a los efectores AVR-Pik y AVR-Pia, que son diferentes pero tienen una estructura similar entre sí. AVR-Pia no desencadenó tanta muerte celular salvadora de plantas como AVR-Pik, pero los hallazgos fueron prometedores. Al demostrar la doble capacidad de los receptores inmunes del arroz, los investigadores esperan desarrollar un sistema inmunitario más dinámico. Un sistema receptor robusto editado genéticamente puede ser una forma de manejar la enfermedad de la explosión del arroz.
El debate continúa sobre los impactos éticos y potenciales sobre la salud de los organismos genéticamente modificados, y el USDA sugirió recientemente que la edición de genes podría permitirse en la producción orgánica. Los científicos de toda Europa también están pidiendo a la UE que reconsidere su legislación de edición de genes "retrógrada" en una petición firmada por 126 institutos de investigación. Mientras tanto, la ONU tiene el ambicioso objetivo de eliminar el hambre en el mundo para el año 2030.
Se estima que 815 millones de personas tienen hambre hoy, y se espera que otros dos mil millones de personas estén desnutridas para 2050. Para esto, la ONU informa que se necesita un cambio profundo del sistema mundial de alimentación y agricultura.
"Las inversiones en agricultura son cruciales para aumentar la capacidad de productividad agrícola, y son necesarios sistemas sostenibles de producción de alimentos para ayudar a aliviar los peligros del hambre", insta la ONU.
Banfield ve promesas en este descubrimiento de arroz que conduce a una mejor seguridad alimentaria en todo el mundo. "Es posible que los hallazgos puedan inspirar a otros que trabajan en diferentes cultivos, como el trigo, a probar un enfoque similar para diseñar mejores receptores inmunes", concluye.
Traducción: Cecilia González Paredes.
Publicado: 27 de agosto de 2019
Fuente: Food Ingredients First
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