Un hongo induce el crecimiento anormal del árbol del cacao para alimentarse después con su tejido muerto

Investigadores de la Universidad de São Paulo, en Brasil, avanzan en la comprensión de la enfermedad conocida con el nombre de escoba de bruja, que derribó la producción cacaotera brasileña a comienzos del siglo. El descubrimiento del mecanismo de acción del patógeno puede suministrar pistas para combatirlo de manera eficiente

Por José Tadeu Arantes  |  Agência FAPESP – El mecanismo de acción del hongo Moniliophthora perniciosa, que provoca en los árboles de cacao la enfermedad conocida como escoba de bruja y les causa grandes pérdidas los productores brasileños, viene siendo dilucidado cada vez mejor. En un artículo publicado en el Journal of Experimental Botany, investigadores del Centro de Energía Nuclear en la Agricultura, de la Universidad de São Paulo (Cena-USP), en Brasil, informaron que el patógeno hace que los cacaoteros crezcan desproporcionalmente, drenando su energía. Y cuando estos mueren, coloniza las células necrosadas y se nutre con la lignina acumulada.

En un trabajo anterior, el grupo había demostrado que el hongo sintetiza la hormona llamada citoquinina, que altera el equilibrio hormonal de los cacaoteros y genera un crecimiento excesivo de los tejidos infectados, competiendo con la producción de los frutos y con el crecimiento de las raíces, y agotando a las plantas mediante un mecanismo similar al del cáncer (lea más en: agencia.fapesp.br/36839/). 

Ahora, el grupo descubrió que el proceso de infección transcurre en dos etapas. Durante la primera, el hongo libera citoquinina, que hace que los cacaoteros produzcan su alimento favorito, la lignina, que consume durante la segunda.

El ingeniero agrónomo Antônio Figueira, docente del Cena-USP y coordinador de la investigación, lo explica así: “Hay dos tipos de patógenos de las plantas. Los biotróficos, que requieren tejidos vivos para nutrirse, y los necrotróficos, que se alimentan de tejidos muertos. Existe también un tipo híbrido, constituido por los llamados hemibiotróficos, que infectan inicialmente a las células vivas y, en una fase subsiguiente, pasan a parasitar a las células muertas. El Moniliophthora perniciosa pertenece a este tercer tipo”.

Según Figueira, este hongo exhibe una fase biotrófica mucho más extensa que lo normal, que se prolonga durante entre 30 y 45 días. En esa etapa, las esporas germinan y dan origen a un micelio específico, más grueso e irregular, que crece entre las células del hospedante, sin penetrar en ellas.

“Hay poca colonización de los tejidos. Por eso se hace difícil observar mediante microscopía esas hifas de los hongos en la planta infectada. Por otra parte, el tejido del hospedante exhibe los síntomas espectaculares de la enfermedad: superbrotación y engrosamiento de las ramas. Es decir, pese a aparecer con baja densidad en el tejido, el hongo causa síntomas significativos”, sostiene el investigador.

En el artículo publicado ahora, los investigadores demuestran que ese hipercrecimiento funciona como un drenaje de energía de la planta hospedante, que hace que disminuya la cantidad y el peso de los frutos y la biomasa de la raíz. Todo eso sin que exista una mayor producción de micelios de hongos.

“En la fase posterior de la enfermedad, se produce la muerte del tejido. Y entonces sí, los micelios penetran en las células y crecen bastante. Esos micelios son morfológicamente distintos, delgado y lineales, y colonizan todo el tejido muerto. En esa etapa, al cabo de un lapso de tiempo, comienza la producción de las setas”, informa Figueira.

El nuevo estudio brindó una respuesta a una pregunta que flotaba en el aire: ¿por qué el hongo coloniza a las plantas, causa tantos síntomas y parece no beneficiarse con ello?

“Descubrimos que, durante la fase inicial, con la mediación de la hormona vegetal citoquinina, el hongo induce en las plantas infectadas una alta producción de tejidos vasculares, cuyas paredes celulares secundarias acumulan lignina. La acumulación de la lignina nutre al patógeno luego de la muerte del tejido”, aclara el investigador.

Las especies cercanas a la Moniliophthora perniciosa son todas saprofíticas, y se nutren de tejidos muertos. Aparentemente, la especie causante de la escoba de bruja evolucionó para volverse capaz de infectar tejidos vivos, de modificar su metabolismo para promover la síntesis de su alimento favorito, la lignina, y de hacerse presente en la planta cuando de concreta la muerte del tejido. “Esto le otorga a Moniliophthora perniciosa una clara ventaja competitiva con relación a otros hongos competidores”, subraya Figueira.

La cacaocultura en crisis

La escoba de bruja fue descrita por primera vez en 1919. Pero era una enfermedad que parecía confinada y endémica del ambiente amazónico, en la región norte de Brasil. No obstante, a finales de la década de 1980, se propagó por el sur del estado de Bahía, en la región nordeste del país. Y como consecuencia de ello, Brasil, que llegó a ser el segundo productor mundial de cacao, con cosechas de más de 400 mil toneladas, vio su producción disminuir hasta alrededor de 100 mil toneladas en la década de 2000.

El sector se está recuperando lentamente. Pero Bahía, que era el principal estado productor, fue superado por Pará. Y la producción nacional, contabilizada en 2020, aún quedó muy por debajo del nivel que había alcanzado durante su período áureo: 250 mil toneladas, la séptima ubicación en el ranking mundial. Los nuevos estudios son sumamente prometedores para el desarrollo de nuevas técnicas de manejo.

La investigación contó con el apoyo de la FAPESP en el marco de siete proyectos (16/10498-4, 13/04309-6, 16/10524-5, 17/17000-4, 15/00060-9, 18/18711-4 y 19/12188-0).

Puede leerse el artículo intitulado Infection by Moniliophthora perniciosa reprograms tomato Micro-Tom physiology, establishes a sink, and increases secondary cell wall synthesis en el siguiente enlace: doi.org/10.1093/jxb/erac057.