El estrés de las plantas y el nuevo virus del jitomate, temas de estudio en el Laboratorio de Cultivo de Tejidos Vegetales

Hallar aplicaciones biotecnológicas, el objetivo

Estudios en torno a los factores que provocan estrés a especies de plantas, así como nuevos virus que dañan cultivos y causan afectaciones económicas a la producción, son dos de las líneas de investigación que se desarrollan en el Laboratorio de Cultivo de Tejidos Vegetales, fundado en 2016.

Carlos Alberto Contreras Paredes, responsable de este laboratorio, refirió que en 2018 se emprendieron estas líneas de estudio, al analizar compuestos promotores de crecimiento vegetal con el doctor Jesús Sandoval Ramírez, de la Facultad de Ciencias Químicas, tras observar que dichas sustancias “aliviaban” el estrés del maíz y las plantas de tabaco toleraban infecciones por virus.

Sobre el primer tema, explicó que los cultivos sufren procesos de estrés abiótico y biótico. Este último ocurre cuando algún organismo patógeno afecta la salud de la planta; y el primero se relaciona con factores ambientales -calor, frío y sequía- e incluso condiciones de salinidad, inundaciones o falta de algún nutriente. Sus estudios se enfocan en el estrés biótico causado por microorganismos, como los hongos, principales fitopatógenos que las dañan. Algunas especies vegetales toleran o evaden el ataque de estos agentes infecciosos, lo cual al parecer tiene bases genéticas que se analizan en este laboratorio.

“Queremos entender cómo las características genéticas de las plantas actúan de tal forma que éstas sean tolerantes o puedan evadir el ataque de los patógenos o de algún otro factor de estrés; incluso, no tengan la capacidad de percibir la presencia del agente invasor. Todo ello con la idea de hallar posibles aplicaciones biotecnológicas”.

Tras una charla con Maricela Rodríguez Acosta, ex directora del Jardín Botánico Universitario, el Laboratorio de Cultivo de Tejidos Vegetales -ubicado en el EMA6 de Ciudad Universitaria-, inició el estudio de las enfermedades por hongos que afectan a los encinos, dado que para entonces existía escasa información al respecto, pese a que estos árboles ofrecen diversos servicios ambientales.

El también jefe del área Agropecuaria de la Licenciatura en Biotecnología detalló que los hongos fitopatógenos hallados en los encinos fueron: Nigrospora sp, Epicoccum nigrum, Alternaria alternata, Cladosporium sp y Fusarium sp, gracias a la colaboración con el doctor Omar Romero Arenas, del Centro de Agroecología (CENAGRO) del Instituto de Ciencias (ICUAP).

El hongo “come” plástico hallado en los encinos

Como resultado de las investigaciones se detectó un hongo del género Epicocum, que destaca sobre los demás, ya que este microorganismo es capaz de degradar el plástico.

“En esta línea que busca aplicaciones biotecnológicas a partir del estrés de las plantas, detectamos al hongo del género Epicocum, el cual pese a que no hemos determinado su especie, comprobamos que ‘come’ plástico, hallazgo con un enorme potencial ante la grave contaminación que sufren diversos ecosistemas del planeta a causa de este material”, enfatizó Contreras Paredes.

De igual forma, en un trabajo conjunto entre el Herbario del Jardín Botánico Universitario e investigadores de la Universidad de Harvard, liderados por Michael Bradshaw, se halló Cystotheca mexicana, una especie nueva de hongo descrita en los encinos Quercus glaucoides×Quercus microphylla y Quercus liebmannii×Q. microphylla.

Asimismo, se encontró el hongo Cystotheca lanestris reportado en todo el mundo, pero hallado por primera vez en el encino Quercus laceyi. Además, Cystotheca lanestris fue el microorganismo registrado también por vez primera en los encinos mexicanos Quercus agrifolia y Quercus cerris.

Dichos estudios permitieron generar dos publicaciones: More Than Just Plants: Botanical Gardens Are an Untapped Source of Fungal Diversity, en 2022; y Phylogeny and taxonomy of the genera of Erysiphaceae, part 3: Cystotheca.

Un descubrimiento adicional, producto del estudio de las enfermedades de los encinos, fue el del género Nigrospora, un fitopatógeno que “aunque todavía no hemos determinado su especie se sabe que puede afectar a los humanos”, agregó Contreras Paredes.

Nuevo virus que daña al jitomate

Otro de las líneas de estudio del Laboratorio de Cultivo de Tejidos Vegetales es el virus emergente que afecta a los cultivos de distintos productos. Los análisis se han centrado en el Virus del Bronceado Rugoso del Fruto del Jitomate (ToBRFV, por sus siglas en inglés), cuyo descubrimiento ocurrió en 2014 en un invernadero en Israel, en el Medio Oriente de Asia.

Investigaciones recientes indican que este patógeno ha logrado diseminarse por el mundo; en 2018 se reportó su hallazgo por primera vez en México, particularmente en Baja California Sur. De igual forma, el ToBRFV se encontró en mercados locales de la capital poblana.

“Como parte de la investigación, nos dimos a la tarea de recorrer varios mercados locales y, con mucha sorpresa, encontramos el Virus del Bronceado Rugoso del Fruto del Jitomate en algunos de los principales mercados de la ciudad de Puebla”, reveló.

Sobre las características y afectaciones que provoca este patógeno a las plantaciones de jitomate, verdura que forma parte de la canasta básica de los mexicanos, el científico precisó que es parecido al Virus del Mosaico del Tabaco (TMV) y al Virus del Mosaico del Tomate (ToMV).

Estos dos últimos y el Virus del Bronceado Rugoso del Fruto del Jitomate pertenecen al grupo de los tobamovirus; no obstante, ToBRFV es capaz de vencer la resistencia que ya habían desarrollado algunas variedades de jitomate a TMV y ToMV, provocando mayores síntomas y en consecuencia severas pérdidas económicas a la producción del vegetal.

De ahí que las investigaciones desarrolladas en el Laboratorio de Cultivo de Tejidos Vegetales busquen conocer qué tanto se ha diseminado el virus en México y en Puebla, cómo se desarrolla la infección en la planta y qué tan rápido se producen las proteínas virales que favorecen este tipo de procesos.

“Las pruebas que hemos hecho hasta el momento indican que el virus tarda hasta cinco días en diseminarse a partir de tejidos vegetales contaminados (hojas) hacia partes sanas de la planta, tiempo suficiente para que el patógeno se replique. Ahora queremos conocer que tan rápido se producen las proteínas virales, lo que nos permitirá entender los mecanismos que participan en la infección”.

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