Post de Ignacio Rubio Somoza, Nuria Sánchez Coll y Paloma Mas, Centro de Investigación en Agrigenómica (CRAG).

Imagen de la inauguración del B-Debate sobre interacción, desarrollo y defensa vegetal. Fuente: B-Debate.

El rápido crecimiento de la población constituye un desafío crítico para garantizar el suministro de alimentos, por lo que la optimización de la seguridad alimentaria será uno de los temas centrales en las agendas de la mayoría de los gobiernos. La acción de los patógenos que atacan a las plantas puede afectar dramáticamente su desarrollo y rendimiento y, a pesar de la intensa investigación realizada en las últimas décadas, las interacciones que se producen entre el crecimiento y el estrés siguen siendo poco conocidas.

Una posible solución es la agricultura personalizada, una nueva disciplina que busca predecir los tipos y la genética de los patógenos que afectan a las cosechas. Los investigadores trabajamos para crear nuevas variedades de vegetales a la carta más resistentes a los patógenos. Algunas de las primeras plantas que se podrían beneficiar de estos avances, que impulsarán una agricultura más respetuosa con el medio ambiente, serían el tomate, el trigo, el maíz y la lechuga, entre otros.

Varios investigadores internacionales especializados en patógenos e inmunidad y desarrollo vegetal nos reunimos los pasados 3 y 4 de septiembre en el B-Debate “When development meets stress: Understanding developmental reprogramming upon pathogenesis in plants” (“Cuando el desarrollo encuentra estrés: entendiendo la reprogramación del desarrollo durante la patogénesis en las plantas”), iniciativa de Biocat y la Obra Social ”la Caixa”, para tratar esta nueva disciplina. Este encuentro de alto nivel, liderado por el Centro de Investigación en Agrigenómica (CRAG), ha permitido compartir el conocimiento de expertos de dos disciplinas diferentes y crear una nueva para predecir las mejores armas de defensa de las plantas y, así, mejorar tanto su productividad como su resistencia a los patógenos.

Imagen del B-Debate. Fuente: B-Debate.

El objetivo de este B-Debate ha sido establecer lazos entre estas dos disciplinas para, de una forma sinérgica, explotar sus potenciales. Para eso, es necesario conocer los procesos que los diferentes patógenos de las plantas intentan explotar y que afectan a su producción, cómo las plantas intentan evitarlo y cómo ambas cambian sus estrategias a lo largo del tiempo. Por ello, nos reunimos expertos en esos procesos de plantas, en estrategias de infección de los patógenos y en su evolución. Los científicos que participamos en el encuentro estamos en la vanguardia del uso de las últimas tecnologías disponibles y de la creación de nuevas cuando aún no se han desarrollado las que se necesitan para llevar a cabo nuestras investigaciones.

Una nueva disciplina

El objetivo de la agricultura personalizada es predecir los tipos de enfermedades que afectan a las cosechas con el fin de escoger aquellas variedades de cultivos que se verán menos afectadas por los nuevos patógenos. Esta aproximación recuerda a la estrategia que se utiliza en salud humana cada año para diseñar la vacuna de la gripe en función de la evolución del virus. Los esfuerzos en investigación van dirigidos a conocer los mecanismos de defensa presentes de manera natural en las plantas y en entender cómo estos están determinados por un perfil genético concreto.

Combinando esta información con el perfil genético de los enemigos que han tenido a lo largo de la evolución, los investigadores esperamos encontrar variedades de cultivos resistentes a las futuras plagas. Esta aproximación contribuiría a reducir episodios devastadores como el vivido en Irlanda, cuando a mediados del siglo XIX un patógeno afectó a los cultivos de patatas. Como consecuencia, un millón de irlandeses murieron por hambre y muchos de los que sobrevivieron emigraron de forma masiva, principalmente a Estados Unidos. Además, este nuevo conocimiento puede contribuir a crear nuevas variedades de vegetales a la carta para evitar patógenos. Por ejemplo, si las herramientas de predicción se adelantan al tipo de agente infeccioso que aparecerá y a la cantidad de precipitaciones de aquella temporada, los científicos pueden diseñar una nueva variedad de planta que resista estos perjuicios.

Aunque algunas de las plantas que se pueden beneficiar más rápidamente de estos avances son algunas de más comunes en la alimentación, las pruebas experimentales se hacen con otros modelos, como la reina vegetal del laboratorio: la “Arabidopsis thaliana”.

Youssef Belkhadem, del Gregor Mendel Institute, durante un momento del B-Debate. Imagen: B-Debate.

Una agricultura más respetuosa con el medio ambiente

Estas nuevas tecnologías también supondrán un impulso para una agricultura más limpia, eficiente y ecológica. Los avances en este campo de investigación permitirán reducir de forma considerable el uso de pesticidas y otros químicos que ahora tienen un alto coste para el medio ambiente. Si no hay nada que tratar, no habrá que usar estos productos.

Este nuevo campo de investigación nace gracias a la democratización de los métodos de secuenciación genómica. Los patógenos que afectan a las plantas pueden ser cíclicos y se repetirían a lo largo de la historia. Los investigadores recuperamos ADN antiguo de colecciones, herbarios, herramientas encontradas en yacimientos y otras fuentes para extraer material genético de nuestros antepasados para escribir la historia evolutiva de los patógenos y las plantas, y así ver cómo han cambiado a lo largo de los últimos siglos.

Más información:

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