Un estudio altera el paradigma de comprensión de la putrefacción roja en la caña de azúcar

Científicos de la Universidad de São Paulo, en Brasil, descubren que, mediante la acción de compuestos volátiles, el hongo Fusarium verticillioides manipula a los insectos y a las plantas para propagarse

Por José Tadeu Arantes  |  Agência FAPESP – El hongo Fusarium verticillioides es uno de los causantes de la putrefacción roja, una de las principales enfermedades de la caña de azúcar. Las pérdidas que esta afección ocasiona en cada zafra llegan a los 5.000 millones de reales en Brasil. 

El modelo tradicional referente a la etiología de esta enfermedad indica que la misma sería desencadenada por una polilla, la Diatraea saccharalis, popularmente conocida como “barrenador del tallo de la caña de azúcar”. Cuando entra en la fase de oruga, este insecto horadaría los tallos o culmos de la caña, que posteriormente se infectarían por la acción del hongo oportunista.

Pero una investigación realizada en Brasil, en la Escuela Superior de Agricultura Luiz de Queiroz de la Universidad de São Paulo (ESALQ-USP), puso de cabeza ese modelo. Y demostró que es el hongo y no el insecto el factor desencadenante. “Es el primer caso demostrado científicamente de un hongo patogénico que manipula a su vector [el insecto] y a su hospedante [la planta] en beneficio propio”, le dice a Agência FAPESP el investigador José Maurício Simões Bento, profesor titular de la ESALQ-USP y uno de los coordinadores del estudio.

Un hongo oportunista no depende de vectores, y se vale meramente de lesiones existentes en la estructura del hospedante para poder infectarlo. Pero no es esto lo que sucede en este caso. El Fusarium verticillioides altera las características del vector y las del hospedante para promover su propagación. “Hemos establecido un nuevo paradigma para la asociación planta-insecto-hongo en el cultivo de la caña de azúcar”, enfatiza Simões Bento.

Esta investigación contó con el apoyo de la FAPESP mediante ayudas concernientes a Proyectos Temáticos (Expedientes 14/50275-9 y 14/50871-0). Y a través de becas doctorales y de maestría otorgadas a los integrantes del equipo de investigadores.

Un artículo al respecto salió publicado en el conceptuado ISME Journal, perteneciente al grupo Nature, intitulado Fungal phytopathogen modulates plant and insect responses to promote its dissemination. 

“Antes el blanco era la polilla. Y la idea era que el hongo sencillamente aprovechaba las aperturas en los culmos que las orugas dejaban. Pero hemos descubierto que no es así. El hongo manipula a los insectos para penetrar en las plantas. Y manipula a las plantas para atraer a otros insectos”, afirma Márcio de Castro Silva Filho, también profesor titular de la ESALQ-USP y también coordinador del estudio.

Mediante la realización de diversos experimentos, los investigadores descubrieron que las plantas de caña de azúcar infectadas con el hongo Fusarium verticillioides producen compuestos volátiles que son irresistibles para las hembras fecundadas de Diatraea saccharalis. Atraídas por estos compuestos, las polillas depositan sus huevos en las plantas. Y las orugas, inmediatamente después de su eclosión, penetran en los culmos. Una vez en el interior de las plantas infectadas, siguen siendo atraídas por los compuestos volátiles y estimuladas a alimentarse. Y así se contaminan. Posteriormente, se convierten en crisálidas y en ejemplares adultos portadores del hongo.

“Estas nuevas polillas, ya infectadas, poseen capacidad para transmitirle el hongo a la generación siguiente a través de sus huevos. Y a diferencia de las polillas sanas, son atraídas por los compuestos volátiles de las plantas sanas, es decir, no infectadas. Al poner sus huevos en esas plantas, las infectan. De este modo, el hongo manipula tanto a las plantas como a los insectos para promover su propagación”, informa De Castro Silva Filho.

Las hembras no portadoras del hongo, instrumentalizadas por los compuestos volátiles, prefieren depositar sus huevos en las plantas infectadas. Al tiempo que las hembras portadoras les asignan preferencia a las plantas sanas. Mediante este mecanismo insidioso, la putrefacción roja se esparce por los cañamelares. 

Esta enfermedad ocasiona pérdidas de entre el 50 % y el 70 % de la sacarosa de los culmos infectados. “Nuestro estudio constituye una reescritura de la comprensión de larga data sobre la putrefacción roja, considerada la principal dolencia del cultivo de la caña de azúcar y responsable de enormes pérdidas en la producción azucarera y de etanol. Demostramos que la oruga es un vector de la enfermedad, contrariamente a la comprensión de que el hongo solamente penetra en la planta por los orificios que deja la oruga”, culminaron afirmando Simões Bento y De Castro Silva Filho.

Puede leerse el artículo intitulado Fungal phytopathogen modulates plant and insect responses to promote its dissemination en el siguiente enlace: https://doi.org/10.1038/s41396-021-01010-z.