Conociendo a los hongos fitopatógenos

Nohemí Carreras Villaseñor, Eric Edmundo Hernández Domínguez y Diana Sánchez Rangel

Quién no se ha despertado con el aroma del café recién hecho, saciado el apetito con unas deliciosas tortillas de maíz o incluso desayunado un fabuloso licuado de plátano. Todos nos hemos alimentado de los frutos de una infinidad de plantas o incluso de sus hojas, pero éstas, al igual que nosotros los humanos, se enferman. Dichas enfermedades pueden ser causadas por virus u organismos tales como, bacterias, nematodos y hongos. Pero ahora, centrémonos en los hongos y conozcámoslos.

En la sociedad, los hongos que enferman a las plantas se conocen como fitopatógenos y tienen un gran impacto ya que, anualmente, destruyen un tercio de las cosechas producidas. Específicamente, causan la pérdida de cinco alimentos: arroz, trigo, maíz, papa y soya, que a nivel mundial son de los más importantes. Si estos cinco cultivos fueran infectados simultáneamente, a tal grado de que toda la planta se perdiera, más del 60% de la población mundial no tendría qué comer. Dentro de los géneros de hongos que atacan a estos cultivos se encuentran: Fusarium, Giberella, Rhizoctonia, Verticillium, Alternaria y Botrytis entre muchos otros (Figura 1).

Además de las condiciones ambientales, las actividades humanas, como el tránsito de mercancías, puede ser la causa del traslado de organismos patógenos a áreas en las cuales no existían antes, incluso pueden moverse de país en país. Este es el caso de las enfermedades producidas por los complejos ambrosiales, una asociación simbiótica entre un escarabajo y un hongo, en donde el escarabajo se alimenta del hongo y el hongo a su vez se alimenta de una planta o árbol perjudicándolo severamente hasta causar su muerte. El complejo formado por el escarabajo Euwallacea y el hongo Fusarium es el responsable de la pérdida de muchas huertas de aguacate en California, Estados Unidos. Desafortunadamente, la cercanía que tenemos con Estados Unidos resultó en la identificación del complejo Euwallacea-Fusarium sp. en el norte de nuestro país específicamente en Tijuana, Baja California. Por esta razón, en México existe un plan de acción dispuesto por las autoridades fitosanitarias para la vigilancia y control del complejo ambrosial. Es importante resaltar que en los laboratorios de Biología Molecular y Fitopatología del Instituto de Ecología A. C. se realizan esfuerzos como parte de un gran proyecto multidisciplinario e interinstitucional apoyado por el Fondo Institucional de Fomento Regional para el Desarrollo (FORDECYT) de CONACYT para contribuir en el plan de acción contra los complejos ambrosiales. Específicamente, nosotros queremos entender cómo el hongo Fusarium ambrosial infecta a las plantas. Para ello, usamos una tecnología de vanguardia conocida como el sistema CRISPR/Cas9 que sirve para editar genes, es decir nos permite manipular la información genética de los hongos. Esta técnica ha sido usada en varios sectores, como el alimentario ya que se empleó para la generación de champiñones y manzanas que no se oxidan al exponerse al ambiente y en el sector salud está siendo contemplada como terapia génica en ciertas enfermedades humanas.

El sistema CRISPR/Cas9 consta de una proteína llamada Cas9 la cual se asocia con una secuencia corta de RNA llamada RNA guía que ayuda a la Cas9 a dirigirse a la secuencia de DNA de interés, ahí la Cas9 corta la doble cadena y causa cambios en la secuencia del DNA (Figura 2). En nuestra investigación seleccionamos genes (regiones del DNA) que consideramos tienen una función en la capacidad infectiva del hongo y usamos el sistema CRISPR/Cas9 para generar mutantes de hongos del género Fusarium de tipo ambrosial. En este contexto, la frase “conoce a tu enemigo” se vuelve relevante y estas mutantes son estudiadas en el laboratorio (Figura 3), evaluando si se modifica su capacidad de infectar a una planta, su crecimiento o la tolerancia a fungicidas. Hoy en día, hemos identificado genes con una posible función en la capacidad infectiva de Fusarium ambrosial. Sin embargo, todavía hay camino por recorrer y estos estudios nos permitirán incrementar el conocimiento de la biología del género Fusarium, pero lo más importante será nuestra contribución al establecimiento de estrategias de prevención y control de infecciones de este grupo de hongos, lo cual podría implementarse a otras especies de hongos que infectan otros cultivos de importancia agronómica.

Agradecimientos

Se agradece al fondo FORDECyT-CONACyT 292399 “Generación de estrategias científico tecnológicas con un enfoque multidisciplinario e interinstitucional para afrontar la amenaza que representan los complejos ambrosiales en los sectores agrícola y forestal de México”.

Figuras

Figura 1. Ejemplo de hongos fitopatógenos del cepario del laboratorio de Biología Molecular de la Red de Estudios Moleculares del Instituto de Ecología A.C. Fotografía tomada por Hugo Velázquez Delgado.

Figura 2. Representación esquemática del proceso de edición genómica por el sistema CRISPR/Cas9.

Figura 3. Integrantes del Laboratorio de Biología Molecular realizando diversas actividades científicas.