Un equipo de investigadores del Instituto de Ciencias de la Vid y del Vino (ICVV) ha identificado una sustancia natural para combatir plagas agrícolas que evita el uso de pesticidas, gracias a la interacción entre los genomas de una planta y un ácaro. Se trata de un azúcar inocua para los humanos, presente en vegetales como Arabidopsis Thaliana y el brócoli, que el ácaro no es capaz de digerir y le provoca la muerte.
Un equipo del Instituto de Ciencias de la Vid y del Vino (Gobierno de La Rioja, Universidad de La Rioja, CSIC) ha desarrollado la primera investigación mundial sobre la interacción entre los genomas de una planta y de un ácaro –concretamente la araña roja, Tetranichus urticae– y ha identificado una molécula que resulta mortal para esta plaga que afecta a más de 150 cultivos y provoca daños por valor de 1.000 millones de dólares cada año.
La molécula ‘indol-3-glucosinolato’ está presente en la planta objeto de la investigación genómica, la Arabidopsis thaliana, y en otras como el brócoli, y tiene la cualidad de no ser tóxica para los humanos, e incluso se le atribuyen propiedades anticancerígenas. Los glucósidos son moléculas compuestas por un glúcido (generalmente monosacáridos) y un compuesto no glucídico. Los glucósidos desempeñan numerosos papeles importantes en los organismos vivos.
Muchas plantas almacenan los productos químicos importantes en forma de glucósidos inactivos; si estos productos químicos son necesarios, se hidrolizan en presencia de agua y una enzima, generando azúcares importantes en el metabolismo de la planta. Muchos glucósidos de origen vegetal se utilizan como medicamentos.
Los resultados se publican en el artículo de la revista Plant Physiology Review de la American Society of Plant Biologists. El equipo, liderado por la investigadora Vojslava Grbic, está formado por Miodrag Gbric, Marie Navarro, Marc Cazaux y Cristina Rioja del Instituto de Ciencias de la Vid y el Vino (Gobierno de La Rioja-CSIC-Universidad de La Rioja) y la Universidad de Western Ontario (Canadá), entre otros centros. Esta investigación fue financiada por Genoma Canada y Ontario Genomic Institute.
La mayoría de los estudios genéticos moleculares dirigidos a la defensa de las plantas a plagas se ha centrado hasta ahora en los insectos. Sin embargo, los ácaros también son plagas que producen múltiples daños en las hojas de las plantas, favorecidos en los últimos años por el calentamiento global. Por otro lado, también se ha comprobado que ha aumentado su resistencia contra los acaricidas siendo capaces de generar nuevas resistencias cada 2-4 años.
Los resultados de esta investigación demuestran, por primera vez, que la interacción genómica entre la planta Arabidopsis thaliana y el ácaro Tetranychus urticae es una fórmula eficaz de lucha biológica, que evita el uso de pesticidas y fitosanitarios, contra este tipo de plagas.
Esta molécula ‘indol-3-glucosinolato’ –un azúcar que también se encuentra en plantas como el brócoli y que, incluso, puede tener propiedades anticancerígenas- abre un campo de estudio y de trabajo para poder modificar genéticamente las plantas atacadas por el ácaro Tetranychus urticae para que dichas plantas obtengan una defensa de tipo natural.
La ayuda del genoma de la araña roja
La secuencia del genoma de la araña roja fue publicada a finales de 2011 en la revista Nature, fruto de la investigación de un consorcio internacional liderado por el doctor Miodrag Grbić (Universidad de Western Ontario –Canadá- e ICVV). Era la primera vez que se secuenciaba completamente el genoma de un quelicerado (subfilo que incluye a los arácnidos como las arañas, ácaros y escorpiones; a algunos cangrejos y a las arañas de mar).
La araña roja extrae los nutrientes que necesita de las hojas de más de 1.000 especies distintas de plantas, entre las que se encuentran unas 150 especies cultivadas de gran importancia económica como el tomate, el pimiento, el pepino, la fresa, el manzano, el peral, el maíz o la soja, provocando pérdidas económicas superiores a los 1.000 millones de dólares anualmente en todo el mundo.
La araña roja es capaz de multiplicar y diferenciar nuevos genes para superar los mecanismos de defensa de los vegetales, y, de forma aún más sorprendente, esta especie integra en su genoma algunos genes responsables de procesos de detoxificación procedentes de bacterias, hongos o incluso plantas, que le permiten combatir las respuestas de defensa de las plantas. La detoxificación consistiría precisamente en la capacidad de la araña roja para resistir y sobreponerse a las toxinas con las que la planta pretende escudarse de su ataque.
El hallazgo de la molécula ‘indol-3-glucosinolato’ en la Arabidopsis thaliana supone el descubrimiento de un talón de Aquiles de la araña roja que podría ser extendido a las principales plantas cultivadas afectadas por el ácaro.
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