Un reciente estudio sobre plantas de melón ha descubierto un innovador mecanismo de defensa que permite a estas especies combatir las plagas de insectos. Este sistema involucra moléculas señalizadoras que se distribuyen mediante vesículas extracelulares, incluyendo exosomas, lo que permite a las plantas ajustar sus defensas según el estrés al que están sometidas. Los hallazgos, publicados en el Journal of Extracellular Vesicles, abren nuevas posibilidades para desarrollar métodos sostenibles en la protección de cultivos.
Mecanismos de defensa en acción
Dirigido por la Universitat de València, el equipo investigador ha identificado vesículas extracelulares en el floema —el tejido encargado del transporte de nutrientes— capaces de llevar estas moléculas señalizadoras. Esto les permite a los vegetales adaptar y dosificar sus defensas dependiendo del nivel de estrés enfrentado.
Estudios previos han demostrado que el floema no solo transporta nutrientes, sino que también actúa como un canal para macromoléculas de señalización, como proteínas y ácidos nucleicos, que responden a situaciones estresantes. Sin embargo, el papel específico de las vesículas en esta comunicación había sido poco explorado hasta ahora.
Resultados significativos ante plagas
En este trabajo, los investigadores analizaron muestras de savia de melón tanto libres como infestadas por el pulgón Aphis gossypii, una plaga significativa en este cultivo y conocido vector de virus vegetales. Los resultados mostraron que las vesículas extracelulares del floema (PhlEVs) no solo contienen proteínas defensivas, sino también complejos proteasoma activos que degradan material extraño en plantas afectadas por estos insectos.
Antonio Marcilla, catedrático de Parasitología en la Universitat de València y líder del estudio, afirmó: “Este aumento de actividad en respuesta a la infestación por pulgones sugiere que las plantas adaptan sus defensas frente a amenazas bióticas”.
Implicaciones para la biotecnología agrícola
El artículo confirma que las plantas utilizan vesículas extracelulares como parte de un sistema de alerta temprana contra agentes infecciosos e insectos fitófagos. Este avance es significativo para la biotecnología agrícola, ya que aprovechar estos mecanismos naturales podría ayudar a proteger cultivos frente a plagas y enfermedades, disminuyendo así el uso de plaguicidas y fomentando una agricultura más sostenible.
Marcilla añadió: “Esperamos comprender mejor en el futuro el papel de estas vesículas frente a la respuesta al estrés y los procesos fisiológicos en las plantas”. Además, destacó que avanzar en el estudio sobre el transporte de RNAs pequeños por estas vesículas podría facilitar el desarrollo de métodos innovadores para controlar enfermedades causadas por patógenos y plagas agrícolas.
Técnicas avanzadas utilizadas
La savia floemática empleada para este estudio fue recolectada mediante incisiones en los tallos de las plantas. Las vesículas se aislaron utilizando cromatografía de exclusión molecular y se caracterizaron con técnicas avanzadas como microscopía electrónica de transmisión y proteómica, realizadas en el Servicio Central de Soporte a la Investigación Experimental (SCSIE) de la Universitat de València.
El equipo está compuesto por Antonio Marcilla, Christian M. Sánchez-López, Carla Soler y Pedro Pérez-Bermúdez, todos miembros del Grupo de Excelencia Prometeo financiado por la Generalitat Valenciana (CIPROM23-054). Esta investigación se llevó a cabo en colaboración con Elisa Garzo y Alberto Fereres del Instituto de Ciencias Agrarias-CSIC en Madrid.
Los proyectos I+D+i PID2019-105713GB-I00 y PID2023-146116NB-I00 han financiado esta investigación gracias al apoyo del MICIU/AEI/10.13039/501100011033 y “FEDER/UE”, además del respaldo intramural del CSIC (Ref. 201440E0169).
Referencia científica
Referencia:
Phloem sap from melon plants contains extracellular vesicles that carry active proteasomes which increase in response to aphid infestation, Christian M. Sánchez-López, Carla Soler, Elisa Garzo, Alberto Fereres, Pedro Pérez-Bermúdez, Antonio Marcilla. Journal of Extracellular Vesicles, 2024. https://doi.org/10.1002/jev2.12517
Preguntas sobre la noticia
¿Qué mecanismo de defensa utilizan las plantas para enfrentar plagas de insectos?
Las plantas utilizan un sistema de moléculas señalizadoras que se distribuyen a través de vesículas extracelulares, permitiendo a los vegetales adaptar sus defensas según el nivel de estrés que padecen.
¿Qué tipo de plantas se estudiaron en la investigación?
El estudio se realizó en plantas de melón.
¿Cuál es la función del floema en las plantas según el estudio?
El floema no solo transporta nutrientes, sino que también actúa como una vía de transmisión de macromoléculas de señalización que responden a situaciones de estrés.
¿Qué plaga específica se analizó en este estudio?
Se analizó la infestación por el pulgón Aphis gossypii, una importante plaga en el cultivo del melón y un reconocido vector de virus vegetales.
¿Cuáles son las implicaciones del estudio para la biotecnología agrícola?
Los resultados podrían contribuir al desarrollo de métodos sostenibles para la protección de cultivos, reduciendo el uso de plaguicidas y promoviendo una agricultura más sostenible.
¿Qué esperan los investigadores lograr con futuros estudios sobre vesículas extracelulares?
Esperan comprender mejor el papel de estas vesículas en la respuesta al estrés y los mecanismos de defensa, lo que podría llevar al desarrollo de métodos innovadores para controlar enfermedades y plagas en la agricultura.
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