Botrytis cinerea es un hongo fitopatógeno capaz de infectar a más de 200 especies vegetales distintas, causando graves pérdidas a los agricultores. Expertos en Microbiología de la Universidad de Cádiz (UCA) precisan qué proteínas son las responsables de producir los síntomas de las infecciones en los cultivos. Una vez halladas, dispondrán de las herramientas necesarias para diseñar nuevos fungicidas naturales que luchen contra enfermedades vegetales como la ‘podredumbre gris’.
Cada año, los agricultores saben que perderán parte de sus cosechas como consecuencia de los ataques de hongos patógenos. Una de estas agresiones es la que provoca Botrytis cinerea, un hongo filamentoso capaz de afectar a un gran número de cultivos distintos, en cualquier estado de desarrollo y en cualquier órgano de la planta, sobre todo a la fresa y también a las plantaciones de vid.
Del latín, Botrytis cinerea significa ‘uvas como cenizas’. Los frutos infectados por este hongo
fitopatógeno, cifrados en más de 200 especies vegetales, presentan síntomas como la aparición de
micelio gris cubriendo los tejidos vegetales infectados, tizones, pudriciones en hoja, tallo y tubérculos, necrosis, manchas foliares, etc., produciendo la ‘podredumbre gris’, nombre popular de esta infección. Aunque generalmente la infección por este fitopatógeno es devastadora para los cultivos, bajo determinadas condiciones climáticas puede producir una concentración y pasificación de las uvas, que se ha utilizado para la elaboración de los vinos blancos licorosos, también denominados vinos ‘botritizados’. En estos casos, la enfermedad pasa a denominarse ‘podredumbre noble’.
Imagen del hongo Botrytis cinerea creciendo en una placaGracias a su carácter
saprofítico, este hongo hiberna en el suelo y crece sobre restos vegetales en estado de descomposición. “Cuando las condiciones ambientales son favorables, el hongo crece y es en esta etapa cuando se produce la infección. Concretamente, durante su periodo de crecimiento el hongo va formando una gran cantidad de micelio, que a su vez va generando periódicamente los conidios (o esporas). Estos nuevos componentes, encargados de propagar la infección, adoptan la forma característica de “racimo de uva”, de forma que posteriormente aparece su característica coloración gris. Síntomas típicos son la aparición de micelio gris cubriendo los tejidos vegetales infectados, tizones, pudriciones en hoja, tallo y tubérculos, necrosis, manchas foliares etc. Uno de los síntomas más curiosos en el de las 'manchas fantasmas' en el tomate. Son ataque fallidos del hongo, en los que se observa un minúsculo punto necrótico rodeado de un tenue anillo de color claro. También hay que destacar la capacidad del hongo de crecer a bajas temperaturas, entre 0 y 10º C, produciendo pérdidas considerables en cosechas que se han mantenido almacenadas durante largos periodos”, explica Francisco Javier Fernández-Acero, doctor en Microbiología e investigador de la UCA.
Aunque ya existen fungicidas capaces de controlar a los hongos perjudiciales para estos cultivos, “con el estudio del proteoma de Botrytis cinerea obtendremos nueva información que permita diseñar nuevos fungicidas ecológicos que luchen contra las enfermedades vegetales”.
Este trabajo, centrado en el estudio de las proteínas presentes en hongos fitopatógenos es precisamente la que ha llevado a Francisco Javier Fernández-Acero a recibir el premio especial por su estudio denominado ‘Aplicación de la proteómica a la caracterización de mecanismos de patogenicidad en Botrytis cinerea. Utilización y evaluación de nuevos fungicidas’ dentro del concurso de estudios relacionados con el sector agroalimentario, iniciativa que se enmarca dentro del convenio entre el Ayuntamiento de Jerez y la Universidad de Cádiz.
Investigadores que trabajan en el estudio del proteoma de Botrytis cinerea“La idea constituye una de las líneas de investigación del Grupo de Microbiología Aplicada de la Facultad de Ciencias del Mar y Ambientales de la UCA, dirigido por los profesores Jesús M. Cantoral e Inmaculada Vallejo. Además, se contó con la cooperación y asistencia fundamental de los profesores Jesús Jorrín e Inmaculada Jorge, del grupo de Proteómica Vegetal del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad de Córdoba, donde se optimizó la obtención, visualización y análisis del proteoma de este hongo mediante electroforesis bidimensional, así como de la Unidad de Proteómica del CNIC (ISCIII), donde se identificaron las proteínas seleccionadas”, precisa Fernández-Acero.
Estudio integral de las proteínas
Qué función tienen las proteínas, qué tipo de modificaciones sufren durante su
síntesis o cómo varían las proteínas cuando son enfrentadas a distintas condiciones ambientales son algunas de las cuestiones que intenta resolver la proteómica. Ésta se define como un conjunto de técnicas con las que se extraen, separan, visualizan e identifican las proteínas expresadas por un organismo encondiciones concretas.
“El proteoma de un organismo puede definirse como la dotación completa de proteínas expresadas por una célula, tejido, o individuo etc. en un momento y condiciones determinadas. Es un sistema altamente dinámico, que va a variar en función de las condiciones y estado metabólico de la muestra, así como de los factores del entorno, obteniéndose a partir de un solo genoma infinitos proteomas distintos”, detalla el investigador de la UCA.
El hongo Botrytis se caracteriza por su color grisáceo“Esta primera aproximación al proteoma del hongo Botrytis cinerea pretende indagar qué factores causan la infección. Una vez identificados, se podrá comenzar a trabajar en el diseño de fungicidas ecológicos que eviten en plantaciones y cultivos el riesgo de este tipo de infecciones”. Estos fungicidas selectivos y respetuosos con el medio ambiente terminarían así con los problemas de toxicidad y persistencia que conlleva actualmente la lucha química contra estas enfermedades.
A pesar de que en los últimos años la proteómica como herramienta para la descripción de procesos biológicos, metabólicos, fisiológicos o patológicos está alcanzando un gran desarrollo, el trabajo del grupo de investigadores gaditanos constituye, hasta la fecha, la única descripción del proteoma de Botrytis cinerea.
Avances en fungicidas ecológicos
Según Francisco Javier Fernández-Acero, el estudio del proteoma no sólo aportaría nuevos datos sobre la biología de este u otros fitopatógenos, sino que se dispondría una herramienta para el diseño de nuevas sustancias útiles para la lucha contra las enfermedades que afectan a los cultivos, así como para determinar los mecanismos de acción de estas sustancias a nivel molecular. “Se podrían diseñar fungicidas ecológicos que de manera selectiva inhibieran la actuación de dichos factores de patogenicidad o bien minimizaran sus efectos. Así se disminuirían los riesgos medioambientales de la lucha química, obteniéndose fungicidas respetuosos con el medio ambiente”.
Dentro del Programa Nacional de Recursos y Tecnologías Agroalimentarias, dependiente del Ministerio de Educación y Ciencia este equipo de investigación trabajará, junto con el grupo de diseño biosintético de fungicidas del Departamento de Química Orgánica, en un proyecto centrado en comprender y describir las características biológicas de este patógeno, el estudio de su proteoma en busca de nuevas dianas, así como en el diseño de fungicidas para el control racional de estos fitopatógenos.
Además, otra investigadora del grupo, la profesora María Carbú acaba de plantear nuevos datos sobre la variabilidad genética y la organización cromosómica de Botrytis cinerea. “La fusión de estos nuevos datos con la información ya obtenida a partir del análisis del proteoma amplían nuestro conocimiento sobre los mecanismos de patogenicidad del hongo y la naturaleza genética de la virulencia”, puntualiza Fernández-Acero.
F: Amalia Rodríguez, Andalucía investiga 20/06/07
http://www.andaluciainvestiga.com/espanol/noticias/3/4829.asp
