Un estudio ha identificado un par de genes de unión a nucleótidos y repeticiones ricas en leucina (NLR) del trigo, RXL y Pm5e, que confieren resistencia a la devastadora enfermedad del mildiú polvoroso del trigo.
por Zhang Nannan, Academia China de Ciencias
El estudio, dirigido por el profesor Liu Zhiyong del Instituto de Genética y Biología del Desarrollo (IGDB) de la Academia China de Ciencias, en colaboración con equipos internacionales, publicado en Plant Biotechnology Journal , podría allanar el camino para desarrollar variedades de trigo más resistentes y reducir la dependencia de los pesticidas.
El oídio del trigo, causado por Blumeria graminis f. sp. tritici (Bgt), es una enfermedad generalizada que provoca pérdidas de rendimiento de aproximadamente entre el 10 y el 40 %. El desarrollo de variedades de trigo resistentes mediante genes de resistencia al oídio es una estrategia clave para reducir la dependencia de los pesticidas en la agricultura.
La mayoría de los genes clonados de resistencia al oídio codifican proteínas CNL (CC-NLR). Las CNL, como la ZAR1 de Arabidopsis y la Sr35 de trigo, pueden formar un complejo pentamérico en forma de rueda, conocido como resistosoma, en el que el dominio de hélice superenrollada (CC) se inserta en la membrana plasmática y actúa como un canal de Ca₂₂ , desencadenando la entrada de Ca₂₂ para activar la respuesta inmunitaria.
En la mayoría de los casos, una sola proteína NLR puede reconocer simultáneamente moléculas efectoras de patógenos e iniciar respuestas inmunitarias. Sin embargo, algunos NLR funcionan como pares de NLR, donde el NLR sensor reconoce a los efectores del patógeno mediante su dominio integrado, y el otro NLR del par, conocido como NLR ejecutor o NLR auxiliar, es responsable de iniciar la respuesta inmunitaria.
Estos pares NLR suelen estar estrechamente ligados en el genoma, como RGA4/RGA5 y Pik-1/Pik-2 en el arroz, y RPS4/RRS1 en Arabidopsis. Sin embargo, no está claro si los pares NLR regulan la resistencia a enfermedades en el trigo.
En su estudio, Liu y sus colaboradores del Laboratorio Sainsbury (Reino Unido), la Universidad Normal de Nanjing y la Universidad de Ciencia y Tecnología de Henan demostraron que los genes RXL y Pm5e del trigo funcionan conjuntamente como un par NLR para mediar la resistencia al mildiú polvoroso. Ambos genes codifican proteínas NLR atípicas: RXL contiene un dominio NB-ARC truncado y Pm5e, un dominio CC atípico.
Investigaciones posteriores demostraron que RXL y Pm5e prefieren formar un complejo heteromérico, y que el dominio CC de Pm5e puede interactuar competitivamente para suprimir específicamente la respuesta hipersensible desencadenada por el dominio CC de RXL, lo que revela el posible mecanismo regulador de este par NLR. Los ortólogos RXL/Pm5e evolucionaron a partir de un par cabeza a cabeza preexistente antes de la divergencia de Triticeae mediante análisis filogenéticos.
Este estudio representa la primera evidencia de que los pares NLR median la resistencia a las enfermedades en el trigo y descubre el mecanismo molecular de RXL/Pm5e en la regulación de la resistencia del trigo al mildiú polvoroso y proporciona recursos genéticos de resistencia para comprender la resistencia al mildiú polvoroso y el mejoramiento del trigo.
En general, la investigación fue exhaustiva, empleó una metodología de clonación rigurosa y validó pares RXL/Pm5e.
Más información: Guanghao Guo et al., El par de genes NLR del trigo, RXL/Pm5e, confiere resistencia al mildiú polvoroso, Plant Biotechnology Journal (2025). DOI: 10.1111/pbi.14584
