Un estudio de Mauricio Soto Suarez, investigador del departamento de Bioquímica, Biología celular y molecular de plantas, de la Estación Experimental del Zaidín (EEZ-CSIC) ha permitido la secuenciación de los genes implicados en el poder del patógeno Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo), bacteria causante de la bacteriosis vascular del arroz. Con la identificación de estos genes de la bacteria X. oryzae pv. oryzae se podrán localizar genes diana en la planta de arroz que permitirán su mejora genética consiguiendo así plantas resistentes a esta enfermedad que provoca grandes pérdidas económicas en Asia, África y América Latina.
La bacteriosis vascular del arroz es una enfermedad causada por la bacteria Xanthomonas oryzae pv. oryzae. Esta bacteria invade el sistema vascular de la planta del arroz y provoca una quemadura de las hojas al inicio de la enfermedad para finalmente llevar al marchitamiento de las mismas provocando perdidas de hasta el 80 % de los cultivos de arroz. Esta bacteriosis se da en zonas de la región tropical de Asia, África y América Latina.
Existen numerosos estudios sobre esta enfermedad en Asia pero este estudio es el primero que ser realiza de la bacteriosis vascular del arroz en África, puesto que en este continente también hay regiones donde los cultivos de arroz se ven afectados por dicha enfermedad.
En busca de las claves para la invasión de las plantas de arroz
El objetivo principal que se propuso en esta investigación, que ha sido parte de una tesis doctoral realizada en la Universidad de Persignan y el Instituto de Investigación para el Desarrollo (IRD) en Francia, fue la identificación de los mecanismos que usan las bacterias para colonizar e infectar las plantas de arroz. Para ello, desarrollaron chips (microarrays) que contenían parte del genoma de este organismo y construyeron genotecas sustractivas. Estas genotecas contenían secuencias específicas de la cepa Xoo MAI1, una cepa representativa de este patógeno en África occidental.
“Combinando dos tipos de técnicas descubrimos una serie de genes que cambiaban sus niveles de expresión en la bacteria a diferentes tiempos de infección durante una interacción compatible con el arroz, lo que nos permitió concluir que se trataba de genes con un papel importante en la patogenicidad de esta bacteria” tal como ha declarado Mauricio Soto Suárez, uno de los investigadores de la EEZ-CSIC implicados en este estudio.
Entre los genes que identificaron había genes relacionados con la virulencia, genes de degradación de la pared celular vegetal del arroz, genes que facilitan la adhesión bacteriana a los tejidos de la planta y genes de función no conocida, entre otros.
Algunos de estos genes identificados son específicos de cepas presentes en África occidental. Las secuencias de estos genes pueden ser utilizadas como marcadores moleculares para realizar estudios de identificación a nivel geográfico, diagnóstico de la enfermedad y servicios de cuarentena, entre otros.
Además, estos genes secuenciados les sirven a este grupo de investigación para comprobar el papel de estos en la interacción con la planta. Partiendo de estos genes se desarrollan en el laboratorio genes mutantes en los que el gen inicial tiene parte de su secuencia modificada y se observa como actúa el patógeno con ese gen alterado. Este tipo de experimentos permite afinar más aún para definir la función que corresponde a cada gen que ha secuenciado este grupo de investigación.
Existen estudios recientes que demuestran que si los genes causantes de la virulencia en el patógeno se sobre-expresan en la planta se obtienen plantas con una mayor resistencia a esta enfermedad. Así, se abren nuevas vías para la mejora genética de las plantas. En un futuro se podrán obtener plantas de arroz que sean más resistentes a la bacteriosis vascular, gracias a la mejora genética y sin necesidad de recurrir a tratamientos dañinos para el ser humano y el medio ambiente.
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