Su nombre científico es Botrytis cinerea, aunque comúnmente se le conoce por el poco glauroso nombre de ‘podredumbre gris’. Y se ha convertido en los últimos años, en un organismo modelo donde estudiar mecanismos generales de las interacciones entre las plantas y sus patógenos. Numerosos grupos de investigadores en todo el mundo estudian como el hongo infecta a la planta y como es capaz de evitar los sistemas de inmunidad basal de la planta.
Este hongo, ha sido considerado en el 2012 por los expertos científicos del área como el segundo más importante del mundo en cuanto a los efectos económicos y sociales ocasionados. Afecta a más de 1.400 especies de plantas en el mundo, siendo muchos de estos cultivos de gran importancia para la población mundial. En Canarias afecta a cultivos tan importantes para la región como son el tomate y la vid, entre muchos otros.
La enfermedad que produce este hongo patógeno de plantas, se denomina podredumbre gris o moho gris y lo podemos ver en la naturaleza o en los cultivos, con un aspecto de ceniza gris o un polvo grisáceo, teniendo efectos devastadores en los cultivos. Otro aspecto importante de este hongo es su carácter necrotrófico, es decir, que se va a alimentar del tejido muerto de los hospedadores vegetales a los que el hongo infecta.
La forma de dispersión principal de B. cinerea se produce mediante esporas (conidias) asexuales. Una vez estas conidias entran en contacto con la superficie de un nuevo hospedador vegetal, durante las primeras 24 horas se produce la adhesión, germinación y penetración del tubo germinal a través del tejido vegetal, dando lugar a la formación de una lesión primaria. A continuación se desarrolla el periodo, que se caracteriza por un rápido crecimiento y expansión de la lesión necrótica.
La forma de dispersión principal de B. cinerea se produce mediante esporas (conidias) asexuales
El grupo de investigación de la Universidad de la Laguna (ULL) Interacción Molecular entre Microorganismos y Plantas desarrollan varios proyectos de investigación con Botrytis cinerea. Concretamente, los doctores Celedonio González y Nélida Brito llevan a cabo varios proyectos enfocados en entender la infección de Botrytis cinerea y cuáles son los elementos que contribuyen en el proceso infectivo del hongo.
La ULL busca la solución contra ‘Botrytis cinerea’, uno de los hongos fitopatógeno más dañinos para los cultivos agrícolas
Este hongo tiene una parte buena, ya que ocasionalmente puede ser beneficioso. Bajo condiciones climáticas específicas, B. cinerea puede causar la podredumbre noble en uvas, las cuales son usadas para producir vinos dulces. Los vinos más prestigiosos de Botrytis son vendidos a precios de 500 €/botella. Sin embargo, el impacto total de B. cinerea es negativo, incluso en la industria del vino.
El coste de los productos químicos de control contra B. cinerea, para todos los cultivos, en todos los países, es bastante elevado, de 40 euros por hectárea. Pero el uso extensivo de fungicidas en contra de este hongo, ha causado la continuada aparición de cepas resistentes, conllevando serios riesgos asociados con la salud, la contaminación ambiental y provocando grandes pérdidas económicas a nivel agrícola. Por lo que se hace necesario encontrar estrategias de control alternativas
Para ello se han centrado en el estudio de los factores de virulencia del hongo, es decir, aquellos elementos y metabolitos, que secreta el hongo durante el proceso infectivo. De forma más concreta, se centra en el estudio del secretoma de B. cinerea, y del estudio de todas las familias de proteínas.
Algunas proteínas ya han sido analizadas de forma que juegan un importante y específico papel en el proceso infectivo del hongo, generando cepas de B. cinerea que presenten una mutación de pérdida de función para alguna de estas proteínas, resultando en gran parte de los casos, en una reducción en la infectividad o virulencia de este hongo.
Esto se ha facilitado gracias a la reciente secuenciación y anotación completa del genoma de B. cinerea, lo que ha permitido realizar una búsqueda exhaustiva de genes que codifican para proteínas implicadas en el proceso infectivo del hongo.
Sin embargo la generación de mutantes carentes de estas proteínas ha sido y sigue siendo un método habitual para estudiar el papel de las mismas en la virulencia, pero su complejidad técnica impide su aplicación a un número elevado de proteínas. Una alternativa a esto consiste en la expresión de cada una de las proteínas extracelulares de B. cinerea en algún organismo modelo, de manera que la función de cada proteína y su contribución a la virulencia pueda ser estudiada directamente.
El grupo de investigación de la Universidad de la Laguna “Interacción molecular entre microorganismos y plantas”, dirigido los doctores en biología y profesores titulares en el área de bioquímica y biología molecular, Celedonio González y Nélida Brito, ya han puesto a punto un sistema de expresión en la levadura Saccharomyces cerevisiae que permite la expresión de proteínas de forma rápida y muy sencilla. Para ello, se selecciona el gen que codifica a la proteína que se quiere analizar, mediante técnicas moleculares sencillas, y se transfiere directamente a la levadura y por último se busca cuál de estas levaduras ha tenido éxito en el proceso. Este sistema se ha empezado a probar con una serie de proteínas que son secretadas por B. cinerea, que ya se conoce su función para asegurar que el método funciona y a la vez de empezar a estudiar algunas proteínas con función desconocida.
S. cerevisiae es uno de los organismos más ampliamente estudiados, cuyo genoma se ha secuenciado completamente, y a lo largo de las tres últimas décadas ha sido utilizado ampliamente en biotecnología para la expresión de una gran variedad de proteínas, teniendo el mayor y más completo conjunto de datos experimentales disponible.
Además con S. cerevisiae el proceso de expresar un gen de B. cinerea en el genoma de la levadura es mucho más rápido y eficiente que con otras levaduras comúnmente usadas como Pichia pastoris. En condiciones óptimas el éxito de introducir el gen que se quiera analizar en S. cerevisiae será del 95% frente al 0,003% con Pichia pastoris.
Finalmente, esta levadura tiene un sistema de modificaciones postraduccional de la proteína, es decir cambios químicos ocurridos en esta en los pasos finales de la síntesis de proteínas, que muy posiblemente son similar al de B. cinerea. Aunque este proceso está muy poco estudiado, sí se sabe que no presenta grandes variaciones entre diferentes hongos.
El objetivo fundamental de esta investigación es analizar la función de gran parte de las proteínas que el hongo B. cinerea secreta al medio extracelular, y así identificar nuevas vías por la que se pueden desarrollar técnicas de control del hongo fitopatógeno. Gracias a estos conocimientos la búsqueda de tratamiento puede llevarse a cabo de una manera más efectiva.
Por Nestor García Expósito (alumno del III Curso ‘Cómo comunicar mi investigación científica’ de la ULL)
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