La gent fa anys que està desconcertat per què és patogen Phytophthora infesta causa la devastadora malaltia del tizó tardà, font de la fam irlandesa de patata, a les patates, però no té cap efecte en plantes com la poma o el cogombre. Com són capaços d’eliminar completament aquest patogen devastador els pomers i les plantes de cogombre? Els científics agrícoles es pregunten des de fa anys: si aquesta resistència és tan completa i persisteix durant tantes generacions, hi ha alguna manera de transferir-la a plantes susceptibles com el blat i, per tant, aturar la malaltia? sobre la resistència dels no hostes
Hi ha molts exemples de plantes que són susceptibles a un patogen però capaç de resistir un altre patogen estretament relacionat. En descobrir el mecanisme que hi ha darrere de la resistència, podem obtenir una comprensió més profunda de la planta sistema immune i també pot descobrir aspectes de regulació i senyalització immunes desconeguts, que poden ajudar els científics a millorar la resistència contra un espectre més ampli de patògens.
Per què és tan important determinar la base molecular de la resistència sense hostes? ?
Aquesta pregunta sempre ha estat important, ja que els patògens són una amenaça constant per a l'agricultura, ja que limiten la quantitat d'aliments que es produeixen i on es poden cultivar. Els científics continuen aprenent maneres de reduir l’impacte de les malalties mitjançant el desenvolupament de pesticides, la implementació de noves pràctiques al camp i la cria de cultius amb major resistència.
No obstant això, el món modern soscava sense voler aquests esforços de diverses maneres. La globalització i l’augment del moviment han contribuït a la difusió de patògens a nous entorns. Un exemple destacat és l’aparició recent de la malaltia d’explosió de blat causada pel fong Magnaporthe oryzae, que durant molt de temps no va poder colonitzar el blat.
"El camp de la resistència sense hostes pretén identificar maneres noves d'enginyar la resistència a aquests patògens vegetals, guiats per enfocaments que ja existeixen a la natura", va explicar Matthew Moscou, científic del Sainsbury Laboratory de Norwich, Regne Unit. "Aquesta pregunta és fonamental per entendre per què algunes plantes s'infecten per un patogen concret i d'altres no, i viceversa, per què un determinat patogen només pot colonitzar amb èxit un nombre limitat d'espècies vegetals, que formen col·lectivament la seva àrea d'acollida."
Què en sabem?
Els científics han après que la resistència sense hostes és una característica controlada per molts gens i que es regeix en gran mesura pels atributs característics d'una determinada constel·lació de patògens vegetals. Les barreres físiques preexistents i induïdes, com la cutícula vegetal, i la secreció de molècules antimicrobianes són sovint factors clau en la resistència dels no hostes. Més recentment, els científics han reconegut la interacció dels sensors immunitaris tipus NLR de l’hoste i de les proteïnes efectores del patogen secretat com un altre determinant important de la resistència dels no hostes.
Què no sabem?
"Tot i que la contribució dels comensals microbians (microbis que habiten naturalment els òrgans de les plantes sense causar danys) a la immunitat de les plantes ha sorgit durant els darrers anys, encara no s'ha demostrat el seu paper explícit en la resistència dels no hostes", va dir Ralph Panstruga, científic de RWTH Aachen University a Alemanya. “El nostre coneixement sobre la resistència als no hostes es basa en gran mesura en els resultats obtinguts en un grapat d’espècies (model) de plantes angiospermes que són genèticament molt tractables. Encara no sabem fins a quin punt es poden generalitzar aquestes idees, sobretot pel que fa a les no angiospermes ".
Tot i que hi ha moltes coses que desconeixem sobre la resistència als no hostes, els recents avenços tecnològics, com ara els mètodes de seqüenciació d’ADN, facilitaran als científics més informació. Quant a la comprensió de la contribució dels comensals microbians, els científics han pogut explorar recentment aquest aspecte mitjançant experiments de reconstitució amb comunitats microbianes sintètiques en combinació amb sistemes vegetals lliures de gèrmens. Aquestes eines només es van establir recentment per a algunes espècies de plantes model i encara no estan disponibles per a molts cultius importants per a l'agricultura.
Què pot derivar-se de respondre a aquesta pregunta?
Aprendre més sobre la resistència sense hostes ajudarà els científics a comprendre millor que la susceptibilitat i la resistència són els resultats extrems de les interaccions entre plantes i agents patògens, amb tot tipus de formes intermèdies possibles. Els científics també poden descobrir patògens vegetals que no s’han descobert en algunes espècies, cosa que millorarà les estratègies de control de malalties. Respondre a aquesta pregunta també ajudarà els científics a comprendre encara més si els comensals microbians contribueixen a la resistència, cosa que podria constituir la base de futures mesures de protecció de les plantes. Finalment, aquestes idees completaran la nostra imatge del sistema immunitari de les plantes.
Per a la revisió completa, llegiu "Quina és la base molecular de la resistència sense hostes?" publicat al número de novembre del MPMI revista. Aquest article és el primer d’una sèrie de deu ressenyes que exploren les deu principals preguntes sense resposta en les interaccions moleculars planta-microbi, que van sorgir d’una iniciativa de crowdsourcing encapçalada per la MPMI comitè editorial de la revista al Congrés Internacional de 2019 sobre interaccions entre plantes i microbis moleculars a Glasgow, Escòcia.
Quan els assistents a la reunió, Panstruga i Moscou, van escoltar la missió d’identificar les 10 preguntes principals sense resposta MPMI, van quedar immediatament fascinats. Quan van veure la llista final, se’ls va atreure la pregunta sobre la resistència sense hostes, una defensa vegetal que proporciona immunitat a tots els membres d’una espècie vegetal contra un microorganisme que és perjudicial per a altres espècies vegetals.
"Atès que tots dos hem publicat experiència en l'àrea de la resistència als no hostes, era una mica evident que podríem contribuir amb un article de revisió a aquesta qüestió rellevant", va dir Panstruga. “Vam pensar durant força temps que alguns conceptes i termes del camp són ambigus i possiblement enganyosos, i que seria el moment adequat per resumir els coneixements actuals, però també per aclarir alguns aspectes i plantejar-ne alguns idees ".
notícies / ciència-i-educació /
