Los expertos del Servicio de Investigación Agrícola del USDA (ARS) lograron un nuevo avance en la protección de los cultivos. Tras analizar la composición genética del trigo, detectaron las propiedades del gen H13, que cumple un rol fundamental en la defensa del vegetal ante el avance de las larvas de la mosca de Hesse.
El desafío de controlar a la mosca de Hesse
Recientemente, el sector agropecuario estadounidense se vio afectado por la aparición de plagas como la del gusano barrenador, que implicaron la activación de protocolos de seguridad y la inversión de fondos para financiar la implementación de medidas orientadas a erradicar las enfermedades y prevenir millonarias pérdidas a los productores.
En estas circunstancias, la ciencia y los avances tecnológicos jugaron un papel fundamental en el desarrollo de conocimientos y herramientas para combatir a las especies invasoras. En particular, los equipos que conforman el ARS profundizaron en investigaciones enfocadas en aquellas características de los cultivos que podrían reforzar su resiliencia.
Tal fue el caso del estudio encabezado por profesionales provenientes de la Purdue University y la Kansas State University, entre otras instituciones académicas y científicas, que analizó la estructura genética del trigo y dio con la existencia de un gen que sería capaz de estimular la resistencia de esta planta a determinados biotipos de la mosca de Hesse.
Este insecto representa un gran desafío para los agricultores: según estadísticas del USDA, el daño ocasionado por las larvas implicaría pérdidas por hasta US$100 millones en la cosecha anual de trigo. La principal dificultad para encarar el combate de la plaga radica en la diversidad de sus biotipos, que pueden superar la resistencia del trigo e impedir el diseño de una solución universal y efectiva para todas las variedades.
En este caso, los científicos lograron descifrar una interacción a escala genética que abre la puerta a combinaciones que también podrían ser aplicables al combate de otros insectos y enfermedades.
El descubrimiento del ARS que protegería a miles de cultivos
El gran aporte del ARS fue el de identificar y caracterizar el gen H13, que tiene capacidad para combinarse con uno o más de los 36 genes H, asociados con la resistencia a la mosca de Hesse y a la fusariosis de la espiga. Si bien los investigadores conocían de su existencia, su ubicación en el genoma del trigo no fue determinada hasta el presente estudio, como tampoco su funcionamiento a nivel molecular.
El problema logró resolverse mediante el uso de técnicas de mapeo genético avanzadas, como el mapeo por hibridación de radiación. Como resultado, el equipo logró ubicar al gen, determinar su secuencia genética, la proteína que produce y cómo esta puede reconocer una sustancia presente en la saliva de las larvas y activar los sistemas de defensa.
El mecanismo responsable de desencadenar la reacción es el enlace entre la proteína del gen H13 (que lleva el mismo nombre) y la proteína vH13, presente en el fluido del insecto. Ante el reconocimiento, se pone en marcha una respuesta que incluye el engrosamiento de las paredes celulares de la planta (donde se alimentan las larvas) y la producción de lectinas y cetoles, sustancias que eliminan las plagas o ralentizan su crecimiento.
Próximos pasos de la investigación
«Ahora que conocemos el gen, podemos transferirlo a variedades selectas o susceptibles», anticipó Subhashree Subramanyam, quien dirigió el estudio junto a Bikram Gill.
En efecto, entre los principales alcances del estudio está la posibilidad de comenzar a trabajar en el desarrollo de variedades para extender los beneficios del H13 a los distintos cultivos. Los expertos destacaron la técnica moderna del mejoramiento acelerado, que les permitiría acortar el desarrollo de variedades a 2 a 4 años, en comparación con los 8 o 10 años promedio.
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