La resistencia cuantitativa a las enfermedades (QDR, por sus siglas en inglés) es una forma compleja pero duradera de resistencia a las enfermedades de las plantas que brinda protección parcial contra una amplia gama de patógenos.
por la Academia China de Ciencias
A diferencia de la resistencia cualitativa, impulsada por los genes de resistencia mayor (R), la QDR es poligénica y se manifiesta de diversas maneras, como un retraso en el desarrollo de lesiones o una frecuencia de infección reducida.
Comprender los mecanismos genéticos y reguladores subyacentes de QDR ha sido durante mucho tiempo un desafío, obstaculizado por la necesidad de tecnología de fenotipado avanzada y análisis de datos complejos.
Un estudio publicado en Plant Phenomics el 5 de agosto de 2024 ofrece una hoja de ruta para el desarrollo de variedades de tomates más resistentes a las enfermedades.
El equipo de investigación investigó la resistencia cuantitativa a enfermedades (QDR) en cuatro especies de tomates silvestres (S. habrochaites, S. lycopersicoides, S. pennellii y S. pimpinellifolium) contra Sclerotinia sclerotiorum utilizando el sistema de fenotipado automatizado «Navautron». Este sistema capturó imágenes de hojas infectadas de forma continua y se utilizó un algoritmo de segmentación para cuantificar parámetros como la frecuencia de infección (IF), la duración de la fase de latencia, el tiempo de duplicación de la lesión (LDT) y el área bajo la curva de progresión de la enfermedad (AUDPC).
Se aplicaron modelos estadísticos, incluidos los modelos de mínimos cuadrados generalizados y los modelos lineales generalizados, para tener en cuenta la variabilidad. El estudio reveló una diversidad fenotípica significativa en la QDR entre las especies. S. pimpinellifolium tuvo la fase de latencia más corta (36,2 horas), mientras que S. habrochaites y S. pennellii exhibieron fases de latencia más largas (aproximadamente 59 horas).
El análisis del crecimiento de las lesiones mostró que S. pimpinellifolium y S. pennellii tuvieron la expansión de lesiones más rápida, con tiempos de duplicación de 11 horas, mientras que S. habrochaites y S. lycopersicoides tuvieron tasas de crecimiento más lentas, hasta 36 y 41 horas, respectivamente.
La frecuencia de infección también varió, y S. habrochaites mostró la tasa más baja (80 %) en comparación con las tasas más altas en S. lycopersicoides y S. pennellii (93 %–95 %). Además, se evaluó la variación intraespecífica, que reveló que S. pennellii mostró una amplia gama de fases de retraso entre sus accesiones, mientras que S. lycopersicoides fue más consistente.
Un análisis del crecimiento de las lesiones en accesiones de S. pennellii destacó la resistencia dependiente del genotipo, donde LA1941 exhibió la tasa de infección más baja y LA1809 la más grave. El análisis de correlación indicó que los parámetros QDR, como la fase de latencia y la LDT, son en gran medida independientes.
Estos hallazgos subrayan la compleja interacción entre los antecedentes genéticos y la QDR, con implicaciones para el desarrollo de cultivos resistentes a las enfermedades.
Según el investigador principal del estudio, el Dr. Remco Stam, «Desbloquear el potencial de la QDR en el mejoramiento de cultivos ha sido un desafío de larga data. Nuestro estudio muestra un sistema de fenotipado rentable que puede proporcionar datos de alta resolución cruciales para comprender y utilizar los rasgos de la QDR en parientes silvestres de los cultivos».
El estudio destaca el poder de los sistemas de fenotipado de bajo costo y alta eficiencia en la investigación de patología vegetal. Al dividir la QDR en mecanismos distintos, los científicos pueden mejorar de manera más efectiva los cultivos que no solo son resistentes sino también capaces de soportar diversas tensiones ambientales. Estos avances ofrecen esperanza para una agricultura sustentable , donde las plantas pueden defenderse contra las enfermedades sin una gran dependencia de fungicidas o genes R importantes.
Más información: Severin Einspanier et al, El fenotipado de enfermedades de alta resolución revela mecanismos de resistencia distintos de los parientes silvestres del cultivo del tomate contra Sclerotinia sclerotiorum, Plant Phenomics (2024). DOI: 10.34133/plantphenomics.0214
