Se dice que entre el 10 y el 15% de la pérdida de producción agrícola mundial es causada por enfermedades. Y dado que el 70-80% de esta enfermedad de las plantas es causada por hongos filamentosos, proteger los cultivos de los hongos filamentosos es un tema importante para alimentar eficazmente a la población mundial. Para que los hongos patógenos infecten las plantas, deben atravesar las células epidérmicas de la planta e invadir el interior. En otras palabras, las células epidérmicas vegetales actúan como la primera barrera para detener el ataque de hongos patógenos en el medio ambiente. Entonces, ¿qué tipo de funciones de defensa tienen las células epidérmicas?
Curiosamente, se sabía que la epidermis de las plantas contiene pequeños cloroplastos que no están tan involucrados en la fotosíntesis. Sin embargo, no estaba claro qué función tenía. ¿Por qué hay pequeños cloroplastos en la epidermis de las plantas que no contribuyen mucho a la fotosíntesis?
El profesor asistente Hiroki Irieda de la Facultad de Agricultura de la Universidad de Shinshu y el profesor Yoshitaka Takano de la Escuela de Graduados de Agricultura de la Universidad de Kyoto descubrieron que los pequeños cloroplastos en la epidermis de las plantas controlan la entrada de patógenos fúngicos. El dúo descubrió que los pequeños cloroplastos se mueven dentro de la célula de manera espectacular hacia la capa superficial en respuesta al ataque de hongos y están involucrados en dicha respuesta de defensa.
En este estudio, el dúo investigó primero a qué tipo de hongos patógenos responden los cloroplastos epidérmicos. Como resultado, encontraron que múltiples hongos filamentosos patógenos causan la migración superficial de los cloroplastos epidérmicos. Curiosamente, también se encontró que estos hongos filamentosos patógenos eran los llamados "no adaptados" y estaban bloqueados para invadir las células epidérmicas. Por otro lado, es más probable que los hongos patógenos adaptados invadan la epidermis en plantas en las que los cloroplastos epidérmicos han dejado de migrar a la capa superficial.
A continuación, consiguieron encontrar proteínas vegetales implicadas en la migración superficial de los cloroplastos epidérmicos. Cuando se creó una planta que produce en exceso esta proteína mediante la introducción de transferencia de genes, los cloroplastos epidérmicos no se trasladaron a la capa superficial contra los hongos filamentosos patógenos. En esta planta transgénica se reduce la inmunidad a la invasión epidérmica de hongos filamentosos patógenos. También se encontró que es más probable que los hongos patógenos invadan la epidermis en plantas en las que los cloroplastos epidérmicos han dejado de migrar a la capa superficial. Estos resultados indican que la migración de cloroplastos epidérmicos a la capa superficial está involucrada en la respuesta de defensa que bloquea la invasión de hongos patógenos.
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