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Europa 08/07/2021

Innovaciones: Científicos descubren cómo el tizón tardío entra en las plantas de papa

Su descubrimiento proporciona entre otros aspectos, nuevas pistas para hacer que el control de Phytophthora sea más eficaz, más eficiente y más sostenible a largo plazo.

En el siglo XIX, el notorio patógeno Phytophthora infestans provocó una gran hambruna en Irlanda y otras partes de Europa occidental. Hasta el día de hoy, continúa representando una gran amenaza para la producción mundial de alimentos. Durante mucho tiempo ha sido un misterio cómo este organismo microscópicamente pequeño y otros miembros del género Phytophthora logran entrar mecánicamente a través de la capa protectora de las hojas de los cultivos.

En una colaboración única, la Universidad de Wageningen y los expertos en investigación en patología vegetal, biología celular y física han encontrado una respuesta a esta pregunta . Su descubrimiento también proporciona nuevas pistas para hacer que el control de Phytophthora sea más eficaz, más eficiente y más sostenible a largo plazo. Sus hallazgos se publican en Nature Microbiology .

Las plantas están bajo la amenaza constante de todo tipo de patógenos. Varios de estos intrusos que llevan el difícil nombre de  Phytophthora  (literalmente: destructor de plantas), causan un daño enorme anualmente a todo tipo de cultivos, como papas, tomates, berenjenas, cacao, pimientos, soja y palmera datilera, así como a los bosques y reservas naturales. Phytophthora  no solo representa una gran amenaza para nuestra seguridad alimentaria, sino que también provoca grandes daños económicos, causando daños anuales al sector de la papa de aproximadamente 6 a 7 mil millones de euros.

La lucha contra la  Phytophthora  es y sigue siendo problemática, en parte porque el patógeno y su objetivo están inmersos en una carrera armamentista en curso. Se invierten enormes recursos en el desarrollo de cultivos resistentes mediante el fitomejoramiento, con el objetivo de volverse menos dependientes de la protección química de los cultivos. También existe un interés creciente en nuevas formas de cultivos mixtos.

Utilizando conocimientos de los mecánicos

Ahora ha surgido otra opción; evitando que  Phytophthora  obtenga acceso a una planta por completo. Las plantas vienen equipadas con una capa protectora que sirve para mantener a los intrusos como  Phytophthora fuera. Sin embargo, este patógeno microscópicamente pequeño (menos de una décima parte del grosor de un cabello humano) puede penetrar esta capa e iniciar su proceso de enfermedad en las plantas. A pesar de décadas de investigación, se desconoce cómo penetran mecánicamente esta capa. Para resolver este problema, los fitopatólogos y biólogos celulares de WUR unieron fuerzas con los físicos de WUR. Estos últimos son especialistas en mecánica, una rama de la física que estudia cómo los objetos y materiales se mueven y responden bajo la acción de fuerzas que actúan sobre ellos. Su conocimiento combinado y las nuevas herramientas de investigación desarrolladas en colaboración, finalmente podrían traer una resolución a este rompecabezas.

Cuchillo afilado

“Descubrimos que  Phytophthora  usa trucos ingeniosos para afilar su estructura tubular de infección y luego cortar la superficie de la planta con un ’cuchillo afilado’. Con esta estrategia,  Phytophthora  puede infectar a su anfitrión, sin fuerza bruta y con un consumo mínimo de energía. Esta es la primera vez que se descubre este mecanismo, y realmente es un descubrimiento fundamental ”  , dice Joris Sprakel , profesor de Química Física y Materia Blanda.

Protección más eficaz y sostenible

La profesora de fitopatología  Francine Govers  ve muchas pistas para hacer que el control de  Phytophthora sea  más efectivo, más eficiente y más sostenible a largo plazo, sin los sospechosos habituales (productos químicos y fitomejoramiento) para evitar la carrera armamentista. "Las leyes de la mecánica nos dicen que  Phytophthora  no puede penetrar en la planta sin primero adherirse firmemente a la superficie de la hoja".

Para probar esta idea, como prueba inicial de viabilidad, el equipo de investigación roció las hojas de las plantas de papa con una sustancia no tóxica y económica que elimina la pegajosidad de la hoja. Esto resultó en una reducción de alrededor del 65% en el nivel de infección. El efecto llegó incluso al 100% en una prueba optimizada sobre superficies artificiales.

Prueba rápida

Además del avance fundamental y las herramientas de investigación para combatir este tipo de enfermedad de las plantas desde una nueva perspectiva, la investigación también dio como resultado una nueva metodología; una especie de método de prueba rápido, que puede revelar el efecto y la eficiencia de los plaguicidas de una manera rápida, precisa y económica. Estas herramientas novedosas también podrían hacer una contribución significativa a la batalla en curso contra las enfermedades de las plantas.

Gobernadores: “Gracias al compromiso de Joris Sprakel y su equipo, incluido el candidato a doctorado  Jochem Bronkhorst , ahora sabemos que hay una serie de principios físicos fundamentales que podrían dar un nuevo giro a la carrera armamentista entre patógenos y plantas. Con todo, esta investigación es un ejemplo verdaderamente maravilloso de cómo la colaboración a través de las fronteras disciplinarias puede conducir a avances ”.

Fuente: wur.nl


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