Se han depositado grandes esperanzas en una nueva forma de combatir las enfermedades de las plantas, utilizando ARN para desactivar los genes que el patógeno necesita para iniciar el ataque. Ahora, investigadores de la SLU y del Instituto James Hutton han investigado por primera vez cómo el silenciamiento de genes inducido por pulverización afecta a otros microorganismos.
por la Universidad Sueca de Ciencias Agrícolas (SLU)
El ARN empleado para combatir la fusariosis de la espiga no alteró las comunidades microbianas que viven en la superficie de los cultivos de cereales y, por lo tanto, fue muy específico. Esto significa que el método puede probarse en ensayos de campo , como un paso hacia sistemas agrícolas más sostenibles. La investigación se publica en la revista Environmental Microbiome .
La fusariosis de la espiga es una enfermedad importante que afecta a los cultivos de cereales, entre ellos el trigo, la cebada, el centeno, la avena y el maíz. Normalmente es causada por el hongo Fusarium graminearum, que infecta las espigas y, por lo tanto, reduce el rendimiento y la calidad del grano. La frecuencia y la gravedad de esta enfermedad han aumentado en los últimos años y amenaza la seguridad alimentaria mundial.
El silenciamiento génico mediante pulverización es una nueva técnica que podría utilizarse para combatir esta enfermedad. Se trata de rociar el cultivo con un preparado que contiene ARN de doble cadena diseñado para silenciar genes específicos que el patógeno utiliza para atacar el cultivo. Sin embargo, antes de aplicar este ARN en ensayos de campo, hay que asegurarse de que su uso no tenga efectos secundarios no deseados.
Un equipo de investigación de la Universidad Sueca de Ciencias Agrícolas, junto con un colega del Instituto James Hutton, ha abordado la brecha de conocimiento sobre cómo el silenciamiento genético inducido por pulverización afecta a las comunidades microbianas que viven en la superficie de los cultivos de cereales y que preferiblemente no deberían ser perturbadas.
«Utilizamos un tipo de ARN bicatenario que regula o bloquea la producción por parte del patógeno de ciertas proteínas que necesita para infectar la planta», explica Ramesh Vetukuri, quien dirigió el trabajo.
Un análisis de todos los genomas microbianos en las superficies de los cultivos mostró que el tratamiento provocó cambios menores en la diversidad y la estructura de las comunidades bacterianas, y que las comunidades fúngicas se mantuvieron relativamente sin cambios. Por lo tanto, el ARN bicatenario parece haber alcanzado sus objetivos sin alterar las comunidades microbianas críticas. Esto significa que el silenciamiento genético inducido por pulverización se puede utilizar para combatir la fusariosis de la espiga sin comprometer el equilibrio de este ecosistema.
«Estamos encantados de ser los primeros en explorar cómo los aerosoles basados en ARN bicatenario influyen en los microbiomas de los cereales. Este estudio cierra una brecha importante en la investigación sobre el silenciamiento genético inducido por aerosoles y demuestra su potencial para revolucionar la protección de los cultivos con un impacto ecológico mínimo. Creo que este es el futuro de la agricultura sostenible», afirma Vetukuri.
«Las soluciones químicas convencionales pueden dañar el medio ambiente y la salud pública , por lo que es urgente encontrar alternativas más seguras. Nuestros hallazgos son un avance emocionante para la agricultura sostenible», afirma Poorva Sundararajan.
«Es fundamental comprender los impactos ecológicos más amplios de las estrategias innovadoras de protección de las plantas. Nuestros hallazgos refuerzan la idea de que el silenciamiento genético inducido por pulverización puede proteger los cultivos sin alterar las interacciones microbianas naturales que son esenciales para la resiliencia y el crecimiento de las plantas», afirma Mukesh Dubey.
«Este es un paso emocionante hacia sistemas agrícolas más sostenibles y resilientes. El silenciamiento genético inducido por pulverización proporciona una alternativa ecológica muy necesaria a los fungicidas químicos y los cultivos modificados genéticamente», afirma Aakash Chawade.
Más información: Poorva Sundararajan et al, El impacto del silenciamiento genético inducido por pulverización en la microbiota de la filosfera de los cereales, Environmental Microbiome (2025). DOI: 10.1186/s40793-024-00660-8
