Ciencia: Se descubre una triple relación que incuba parásitos de la papa

El descubrimiento de este triple vónculo por parte de la Universidad de Kobe no solo aporta una nueva perspectiva sobre cómo las plantas interactúan con su entorno, sino que también abre la puerta al desarrollo de contramedidas contra el parásito.

El nematodo del quiste de la papa es un parásito de las raíces en plantas como la papa y el tomate que, si no se trata, puede causar pérdidas de rendimiento a gran escala. Sus huevos pueden sobrevivir en el suelo hasta 20 años y eclosionan al detectar ciertas moléculas, llamadas "factores de eclosión", secretadas por las raíces de la especie objetivo. El fitoquímico de la Universidad de Kobe, MIZUTANI Masaharu, afirma: "Si aplicamos factores de eclosión a los suelos agrícolas antes de plantar las plantas, induciendo así la eclosión prematura de los parásitos, esta llamada ’eclosión suicida’ podría ser un control eficaz de los parásitos. Sin embargo, esta clase de sustancias químicas es difícil de identificar porque se secretan en cantidades muy pequeñas".

El investigador de la Universidad de Kobe y su equipo descubrieron previamente que, entre los dos factores de eclosión conocidos, las plantas solo secretan uno, llamado "solanoeclepina B" (SEB), mientras que los microorganismos del suelo lo convierten en la otra forma conocida, llamada "solanoeclepina A" (SEA). Explica: "Cuando medimos la velocidad de reacción del proceso, notamos que la cantidad de SEB en el suelo aumentó inicialmente cuando aplicamos secreciones de la raíz del tomate a los suelos. Esto nos llevó a plantear la hipótesis de que debía haber otra molécula, hasta entonces desconocida, que las plantas habían producido y secretado. En los suelos, conjeturamos, los microbios del suelo la convirtieron en SEB y luego en SEA". Como expertos en las interacciones de las plantas con su entorno edáfico, el equipo se propuso identificar el componente misterioso y su relevancia ambiental con trabajo de detective químico y análisis genético.

En la revista New Phytologist , el equipo de la Universidad de Kobe ahora publica la naturaleza del químico, al que denominaron "solanoeclepin C" (SEC), junto con el descubrimiento de que este compuesto es secretado por las plantas 20 veces más que el SEB previamente identificado. "Es importante destacar que pudimos demostrar que el SEC recientemente identificado no causa la eclosión de los parásitos. Sin embargo, se convierte en el suelo en SEB como un proceso de descomposición que se acelera drásticamente por la acción microbiana. Esto indica que tal vez sea la secreción de SEC la que tenga relevancia fisiológica para las plantas, pero a través de la conversión del químico en SEB y luego en SEA, los parásitos se activan. Esta es la primera vez que se encuentra este tipo de relación tripartita para esta clase de químicos", dice Mizutani.

Las plantas suelen secretar sustancias químicas para atraer a los microorganismos del suelo y ayudarles a obtener agua o nutrientes a cambio de compuestos ricos en carbono. Una interacción similar podría ser la intención de la planta en este caso. Mizutani explica: «Al probar diferentes condiciones ambientales con las plantas, descubrimos que secretaban SEC y, en mucha menor medida, SEB, especialmente cuando carecían de nitrógeno o fósforo, nutrientes esenciales». Este es un patrón típico de las plantas que solicitan ayuda microbiana, y es posible que los parásitos secuestraran un efecto químico secundario de este sistema de llamada de emergencia. Sin embargo, el verdadero propósito fisiológico de la secreción aún debe aclararse en futuros estudios.

“A primera vista, un factor de eclosión parece ser un componente que solo tiene actividad desfavorable para una planta, y es curioso por qué lo producen. Pero esperamos con interés futuros trabajos que aclaren los efectos beneficiosos que esta clase de sustancias químicas tiene para las plantas”, afirma Mizutani. Sobre el uso de estas moléculas en la agricultura para inducir la eclosión suicida, el fitoquímico afirma: “Esta clase de sustancias químicas es estructuralmente compleja y, por lo tanto, difícil de producir. Pero si seguimos buscando, podríamos encontrar un equivalente con efectos similares y más fácil de producir”.

Financiamiento de esta investigación

Esta investigación fue financiada por la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia (subvenciones 24K01694 y 23K13885) y la Agencia Japonesa de Ciencia y Tecnología (subvención JPMJAX21B1). Se llevó a cabo en colaboración con investigadores del Centro RIKEN para la Ciencia de los Recursos Sostenibles, la Organización Nacional de Investigación Agrícola y Alimentaria y la Universidad de Hokkaido.

Publicación original

R. Akiyama et al.: Solanoeclepina C, una molécula secretada por la raíz que los microbios rizosferas convierten en factores de eclosión para los nematodos del quiste de la papa .  New Phytologist  (2025). DOI: 10.1111/nph.70252