Post d’Ignacio Rubio Somoza, Nuria Sánchez Coll i Paloma Mas, Centre de Recerca en Agrigenòmica (CRAG).

Imatge de la inauguració del B-Debate sobre interacció desenvolupament i defensa vegetal. Font: B-Debate.

El ràpid creixement de la població constitueix un repte crític per garantir el subministrament d’aliments, de manera que l’optimització de la seguretat alimentària serà un dels temes centrals en les agendes de la majoria dels governs. L’acció dels patògens que ataquen les plantes en pot afectar dramàticament el desenvolupament i el rendiment i, tot i la intensa recerca que s’ha dut a terme les últimes dècades, les interaccions que es produeixen entre el creixement i l’estrès encara són poc conegudes.

Una possible solució és l’agricultura personalitzada, una nova disciplina que busca predir els tipus i la genètica dels patògens que afecten les collites. Els investigadors treballem per crear noves varietats de vegetals a la carta més resistents als patògens. Algunes de les primeres plantes que es podrien beneficiar d’aquests avenços, que impulsaran una agricultura més respectuosa amb el medi ambient, serien el tomàquet, el blat, el blat de moro i l’enciam, entre d’altres.

Diversos investigadors internacionals especialitzats en patògens i immunitat i desenvolupament vegetal ens vam reunir els dies 3 i 4 de setembre al B-Debate “When development meets stress: Understanding developmental reprogramming upon Pathogenesis in plants” (“Quan el desenvolupament troba l’estrès: entenent la reprogramació del desenvolupament durant la patogènesi en les plantes”), iniciativa de Biocat i l’Obra Social ”la Caixa”, per tractar aquesta nova disciplina. Aquesta trobada d’alt nivell, liderada pel Centre de Recerca en Agrigenòmica (CRAG), ha permès compartir el coneixement d’experts de dues disciplines diferents i crear-ne una de nova per predir les millors armes de defensa de les plantes i, així, millorar-ne tant la productivitat com la resistència als patògens.

Imatge del B-Debate. Font: B-Debate.

L’objectiu d’aquest B-Debate ha estat establir llaços entre aquestes dues disciplines per, d’una manera sinèrgica, explotar-ne els potencials. Per això, cal conèixer els processos que els diversos patògens de les plantes intenten explotar i que afecten la producció, com les plantes intenten evitar-ho i com ambdues canvien les seves estratègies al llarg del temps. Per això, ens vam reunir experts en aquests processos de plantes, en estratègies d’infecció dels patògens i en la seva evolució. Els científics que vam participar a la trobada estem a l’avantguarda de l’ús de les últimes tecnologies disponibles i de la creació de noves tecnologies quan encara no s’han desenvolupat les que es necessiten per dur a terme les nostres recerques.

Una nova disciplina

L’objectiu de l’agricultura personalitzada és predir els tipus de malalties que afecten les collites per tal de triar les varietats de cultius que es veuran menys afectades pels nous patògens. Aquesta aproximació recorda l’estratègia que es fa servir en salut humana cada any per dissenyar la vacuna de la grip en funció de l’evolució del virus. Els esforços en recerca van dirigits a conèixer els mecanismes de defensa presents de manera natural en les plantes i en entendre com aquests estan determinats per un perfil genètic concret.

Combinant aquesta informació amb el perfil genètic dels enemics que han tingut al llarg de l’evolució, els investigadors esperem trobar varietats de cultius resistents a les futures plagues. Aquesta aproximació contribuiria a reduir episodis devastadors com el viscut a Irlanda, quan a mitjan segle XIX un patogen va afectar els cultius de patates. Com a conseqüència, un milió d’irlandesos van morir de fam i molts dels que van sobreviure van emigrar, de manera massiva, principalment als Estats Units d’Amèrica. A més, aquest nou coneixement pot contribuir a crear noves varietats de vegetals a la carta per evitar patògens. Per exemple, si les eines de predicció s’avancen al tipus d’agent infecciós que apareixerà i a la quantitat de precipitacions d’aquella temporada, els científics poden dissenyar una nova varietat de planta que resisteixi aquests perjudicis.

Encara que algunes de les plantes que es poden beneficiar més ràpidament d’aquests avenços són algunes de les més comunes en l’alimentació, les proves experimentals es fan amb altres models, com la reina vegetal del laboratori: l’”Arabidopsis thaliana”.

Youssef Belkhadem, del Gregor Mendel Institute, durant un moment del B-Debate. Imatge: B-Debate.

Una agricultura més respectuosa amb el medi ambient

Aquestes noves tecnologies també suposaran un impuls per a una agricultura més neta, eficient i ecològica. Els avenços en aquest camp de recerca permetran reduir de manera considerable l’ús de pesticides i altres químics que ara tenen un alt cost per al medi ambient. Si no hi ha res a tractar, no caldrà fer servir aquests productes.

Aquest nou camp de recerca neix gràcies a la democratització dels mètodes de seqüenciació genòmica. Els patògens que afecten les plantes poden ser cíclics i es repetirien al llarg de la història. Els investigadors vam recuperar ADN antic de col·leccions, herbaris, eines trobades en jaciments i altres fonts per extreure material genètic dels nostres avantpassats per escriure la història evolutiva dels patògens i les plantes, i així veure com han canviat al llarg dels últims segles.

Més informació:

• B-Debate “When development meets stress: Understanding developmental reprogramming upon pathogenesis in plants”