A xente desconcerta durante anos por que o patóxeno Phytophthora infestens provoca a patoloxía devastadora do tizón tardío, fonte da fame irlandesa da pataca, pero non ten ningún efecto en plantas como a mazá ou o pepino. Como son capaces as maceiras e os pepinos de sacudir completamente este devastador patóxeno? Os científicos agrícolas preguntáronse durante anos: se esta resistencia é tan completa e persiste durante tantas xeracións, hai algunha maneira de transferila a plantas susceptibles como o trigo e, así, deter a enfermidade? sobre a resistencia sen hospedaxe
Hai moitos exemplos de plantas que son susceptibles a un patóxeno pero capaces de resistir a outro patóxeno estreitamente relacionado. Ao descubrir o mecanismo detrás da resistencia, podemos obter unha comprensión máis profunda da planta sistema inmunitario e tamén pode descubrir aspectos descoñecidos da regulación e sinalización inmune, que poden axudar aos científicos a mellorar a resistencia contra un espectro máis amplo de patóxenos.
Por que é tan importante determinar a base molecular da resistencia sen hospedaxe? ?
Esta pregunta sempre foi importante xa que os patóxenos son unha ameaza consistente para a agricultura, limitando a cantidade de alimentos que se producen e onde se poden cultivar. Os científicos seguen aprendendo xeitos de reducir o impacto das enfermidades, a través do desenvolvemento de pesticidas, implementando novas prácticas no campo e criando cultivos con maior resistencia.
Non obstante, o mundo moderno socava inadvertidamente estes esforzos de varias maneiras. A globalización e o aumento do movemento contribuíron á propagación de axentes patóxenos a novos ambientes. Un exemplo destacado é a recente aparición da enfermidade da explosión de trigo causada polo fungo Magnaporthe oryzae, que durante moito tempo foi incapaz de colonizar o trigo.
"O campo da resistencia sen hospedaxe propón identificar novas formas de enxeñar a resistencia a estes axentes patóxenos vexetais, guiados por enfoques que xa existen na natureza", explicou Matthew Moscou, científico do Sainsbury Laboratory en Norwich, Reino Unido. "Esta cuestión é fundamental para entender por que algunhas plantas se infectan por un patóxeno particular e outras non e, viceversa, por que un determinado patóxeno só pode colonizar con éxito un número limitado de especies vexetais, que forman colectivamente o seu rango de hospedaxe".
Que sabemos?
Os científicos aprenderon que a resistencia sen hospedaxe é unha característica controlada por moitos xenes e rexida en gran parte polos atributos característicos dunha determinada constelación de plantas patóxenas. As barreiras físicas preexistentes e inducidas, como a cutícula vexetal e a secreción de moléculas antimicrobianas son a miúdo factores clave na resistencia sen hospedaxe. Máis recentemente os científicos recoñeceron a interacción dos sensores inmunes do tipo NLR do hóspede e as proteínas efectoras do patóxeno secretadas como outro determinante importante da resistencia sen hospedaxe.
Que non sabemos?
"Aínda que a contribución dos comensais microbianos (microbios que habitan naturalmente os órganos das plantas sen causar ningún dano) á inmunidade das plantas xurdiu durante os últimos anos, o seu papel explícito na resistencia sen hospedaxe aínda non se demostrou", dixo Ralph Panstruga, científico de RWTH Aachen University en Alemaña. "O noso coñecemento sobre a resistencia sen hospedaxe depende en boa parte dos achados obtidos nun puñado de especies de plantas anxiospermas (modelo) que son xeneticamente moi tratables. Non sabemos aínda en que medida se poden xeneralizar estas ideas, especialmente no que se refire ás non anxiospermas ".
Aínda que hai moitas cousas que non sabemos sobre a resistencia sen hospedaxe, os recentes avances tecnolóxicos, como os métodos de secuenciación de ADN, facilitarán aos científicos máis información. En canto á comprensión da contribución dos comensais microbianos, os científicos puideron explorar este aspecto recentemente a través de experimentos de reconstitución con comunidades microbianas sintéticas en combinación con sistemas vexetais libres de xermes. Estas ferramentas foron creadas recentemente para algunhas especies de plantas modelo e aínda non están dispoñibles para moitos cultivos importantes para a agricultura.
Que se pode responder a esta pregunta?
Aprender máis sobre a resistencia sen hospedaxe axudará aos científicos a comprender mellor que a susceptibilidade e a resistencia son os resultados extremos das interaccións entre plantas e axentes patóxenos, con todo tipo de formas intermedias posibles. Os científicos tamén poden descubrir patóxenos vexetais que non se descubriron nalgunhas especies, o que mellorará as estratexias de control de enfermidades. Responder a esta pregunta tamén axudará aos científicos a comprender aínda máis se os comensais microbianos contribúen á resistencia, o que podería constituír a base para futuras medidas fitosanitarias. Finalmente, estas ideas completarán a nosa imaxe do sistema inmunitario das plantas.
Para a revisión completa, lea "Cal é a base molecular da resistencia sen hospedaxe?" publicado no número de novembro do MPMI diario. Este artigo é o primeiro dunha serie de dez revisións que exploran as 10 preguntas sen resposta sobre as interaccións moleculares planta-microbio, que xurdiron dunha iniciativa de crowdsourcing encabezada pola MPMI consello de redacción da revista no Congreso internacional de 2019 sobre interaccións molecular planta-microbio en Glasgow, Escocia.
Cando os asistentes á reunión Panstruga e Moscou escoitaron a procura de identificar as 10 preguntas sen resposta máis importantes MPMI, quedaron inmediatamente fascinados. Cando viron a lista final, chamáronlles a atención sobre a resistencia sen hospedaxe, unha defensa vexetal que proporciona inmunidade a todos os membros dunha especie vexetal contra un microorganismo nocivo para outras especies vexetais.
"Dado que ambos publicamos coñecementos na área de resistencia sen hospedaxe, era algo evidente que podiamos contribuír cun artigo de revisión a esta cuestión relevante", dixo Panstruga. "Sentimos durante bastante tempo que algúns conceptos e termos no campo son ambiguos e posiblemente enganosos, e que sería o momento adecuado para resumir o coñecemento actual, pero tamén para aclarar algúns aspectos e plantexar algúns novos ideas. "