Ciencia: Investigadores descubren que el calcio puede proteger las plantas de papa del marchitamiento bacteriano

Científicos han descubierto que el calcio desempeña un papel importante en la mejora de la resistencia de las plantas de patata al marchitamiento bacteriano. Esta enfermedad provoca pérdidas mundiales de patatas por valor de 19 mil millones de dólares al año. Los hallazgos abren nuevas vías para estrategias integradas de manejo de enfermedades, incluido el potencial de enmiendas de calcio en el suelo como parte de un enfoque integral para controlar el marchitamiento bacteriano en las patatas.

El complejo de especies Ralstonia solanacearum (RSSC) es un grupo de bacterias fitopatógenas que causan marchitez bacteriana en varios cultivos.

"Nuestro equipo de investigación se ha dedicado a estudiar el patosistema Ralstonia solancearum-papa durante años, con un enfoque principal en el desarrollo de variedades de papa con resistencia al marchitamiento bacteriano", dijo la autora correspondiente del estudio María Inés Siri, Ph.D., del Departamento de Biociencias, Universidad de la República, en Montevideo, Uruguay.

Los patosistemas como este son subsistemas de ecosistemas que se definen específicamente por el parasitismo, donde el parásito es cualquier especie que pasa una parte importante de su vida habitando y obteniendo nutrientes de un huésped. Siri dijo que hasta ahora no se ha abordado la relación entre el ionoma de la planta de papa (composición de minerales y oligoelementos) y los niveles de resistencia al RSSC.

En el nuevo estudio, los investigadores iniciaron su investigación utilizando genotipos de plantas de papa con niveles contrastantes de resistencia al marchitamiento bacteriano. Este enfoque permitió a los investigadores examinar cómo los diferentes niveles de resistencia natural dentro de las plantas podrían estar relacionados con sus composiciones minerales.

Los investigadores evaluaron el contenido de minerales en varias partes de las plantas de papa, como la savia del xilema, las raíces, los tallos y las hojas, centrándose en la relación entre estos minerales, particularmente el calcio, y la resistencia de las plantas al marchitamiento bacteriano.

Tras esta evaluación de minerales, los científicos exploraron el impacto del calcio en varios aspectos relacionados con la virulencia del patógeno, incluida su tasa de crecimiento, su capacidad para formar biopelículas y su motilidad.

Además, evaluaron el efecto del calcio en la mejora de la resistencia de las plantas mediante ensayos de inoculación controlada, proporcionando una visión integral de cómo la suplementación con calcio podría potencialmente reforzar los mecanismos de defensa de la planta de papa contra el marchitamiento bacteriano.

El equipo descubrió una relación positiva entre las concentraciones de calcio y los niveles de resistencia de los genotipos de patata al marchitamiento bacteriano. También descubrieron que la suplementación con calcio a la papa fue capaz de reducir significativamente la tasa de crecimiento del patógeno que causa el marchitamiento y afectar negativamente la capacidad del patógeno para formar biopelículas y moverse, que son cruciales para su virulencia y capacidad de causar enfermedades.

"Hay varias direcciones interesantes para futuras investigaciones derivadas de nuestros hallazgos", dijo Siri.

"Planeamos profundizar en la comprensión de cómo el calcio afecta el patosistema a nivel transcriptómico, incluidos los mecanismos de defensa de las plantas y la virulencia del patógeno. También pretendemos explorar el papel del microbioma de las plantas en la resistencia y desarrollar estrategias prácticas de manejo de campo que incorporen la fertilización con calcio".

El estudio es el primero en utilizar cámaras de microfluidos para monitorear el crecimiento de patógenos y la formación de biopelículas en condiciones que imitan el sistema vascular de la planta, dijo Siri. Este enfoque innovador ha proporcionado información valiosa sobre cómo la suplementación con calcio puede impedir la capacidad del patógeno para formar biopelículas, un factor clave en su virulencia.

"Además, este avance metodológico no se limita sólo a nuestro estudio actual, sino que también es prometedor para futuras investigaciones sobre este importante patógeno vascular", afirmó Siri.

"Al ofrecer una nueva herramienta para la observación y el análisis detallados, nuestro enfoque podría aprovecharse en futuros estudios para desentrañar las complejidades de las interacciones entre plantas y patógenos y explorar nuevas estrategias de manejo de enfermedades".