Un equipo de investigación del Instituto de Agricultura Sostenible del CSIC ha desarrollado un método para replicar a gran escala, en condiciones controladas de laboratorio, la enfermedad que provoca el hongo Stemphylium botryosum, uno de los patógenos más dañinos del cultivo de lentejas en diferentes partes del mundo. Los resultados permiten a los investigadores evaluar mejor los procesos de infección y respuesta de la planta ante la infección a nivel genético con el objetivo de identificar variedades resistentes.

Investigadores del Instituto de Agricultura Sostenible del CSIC en un campo experimental de lenteja (de izquierda a derecha, D. Rubiales, M. González, E. Barrilli y N. Rispail).

El primer paso para lograr individuos que eviten de manera natural el desarrollo de la enfermedad es optimizar las condiciones en que se produce para poder realizar inoculaciones a gran escala. Es decir, generar grandes cantidades de inóculo de este patógeno para su aplicación directa y que se reproduzca rápidamente. Una vez que la planta huésped enferma, se observa cómo responde. En el artículo ‘Optimization of inoculum production of Stemphylium botryosum for large-scale resistance screening of lentils’, publicado en la revista Plant Methods, los expertos describen las condiciones favorables para la  obtención de este hongo en el laboratorio para su posterior uso en ensayos de resistencia.

Stemphylium botryosum produce estructuras de reproducción llamadas conidios, que son esporas asexuales que le permiten infectar nuevas plantas. Estas estructuras son las que tradicionalmente se han utilizado para realizar inoculaciones en condiciones controladas. Sin embargo, no permiten obtener cantidades suficientes para hacerlas de forma masiva. Por eso los expertos proponen como alternativa la utilización del micelio, que es como la ‘raíz’ del hongo, compuesto por una red filamentosa que le permite propagarse dentro de los tejidos vegetales.

Síntomas de infección en una hoja de lenteja.

Así, los investigadores han evaluado cómo se reproduce mejor bajo condiciones controladas con ambas estructuras, cuáles son las cantidades obtenidas y los tiempos necesarios para ello. Además, han observado la virulencia de ambos materiales en las plantas huésped. “Hemos concluido que para analizar en laboratorio la resistencia de una colección de plantas contra esa enfermedad, la producción de micelio en lugar de esporas es una manera más rápida, fiable y eficiente. También hemos valorado las circunstancias óptimas de producción a gran escala”, indica a la Fundación Descubre el investigador del IAS Diego Rubiales, coautor del artículo.

De esta manera, los expertos sientan las bases para la recreación de la enfermedad en los laboratorios de una forma rápida y eficiente, permitiendo la producción en grandes cantidades del patógeno. Además, perfeccionan el proceso para inocularlo en la planta y evaluar su respuesta. Así, las investigaciones que persiguen encontrar individuos resistentes se desarrollarán en menos tiempo, con menor coste y serán más efectivas.

Recetas para la agricultura

Tras los ensayos, los expertos proponen el uso de micelio, con las proporciones y condiciones adecuadas para realizar las pruebas de detección masiva en la evaluación de la resistencia contra esta enfermedad en los cultivos de lentejas. Sus conclusiones permiten la obtención del modelo idóneo para la infección de las plantas. 

Esto implica cultivar el hongo en un medio líquido, filtrarlo, secarlo y molerlo. Cada 5 gramos del polvo obtenido se mezclan con un litro de agua estéril para producir el inóculo que será pulverizado sobre la planta, manteniendo las condiciones del 100% de humedad y una temperatura de 20 grados centígrados durante 48 horas en oscuridad. Seguidamente, la planta ya infectada permanece durante 20 días en un ambiente controlado con una humedad ambiental cercana al 100%.

Macetas infectadas por Stemphylium botryosum, uno de los patógenos más dañinos del cultivo de lentejas en diferentes partes del mundo.

Los expertos continúan sus estudios para la localización y mejora de variedades de leguminosas, como lentejas, guisantes, habas o vezas, resistentes a las principales enfermedades y plagas, contribuyendo así al desarrollo de un sistema agrícola respetuoso con el medio ambiente.

Los trabajos han contado con el apoyo de una beca postdoctoral de la Junta de Andalucía mediante el Plan Andaluz de Investigación, Desarrollo e Innovación, PAIDI 2020, el proyecto ‘Mejora de guisantes y almortas por resistencia a enfermedades y adaptación a secanos Mediterráneos’ del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, ‘BELIS: Herramientas para mejorar la competitividad de las leguminosas’ de  la Unión Europea y ‘Mayor tolerancia de las legumbres al estrés biótico hacia la intensificación sostenible de los sistemas de cultivo para la adaptación al cambio climático’ del Centro Conjunto FAO/IEAE (Técnicas Nucleares en Alimentación y Agricultura).

Reportaje sobre esta nota de prensa: Lentejas: cómo ayudar a que el patógeno las deje

Referencias

Mario González, Eleonora Barilli, Nicolás Rispail y Diego Rubiales. ‘Optimization of inoculum production of Stemphylium botryosum for large-scale resistance screening of lentils’. Plant Methods. 2024

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