El post de hoy es obra de Eneritz Barbadillo, alumno de la asignatura de comunicación científica del máster en biotecnología molecular y celular de plantas.

 

En el mundo vegetal, la comunicación entre plantas es un fenómeno fascinante y complejo. Aunque a simple vista puedan parecer seres estáticos, las plantas han desarrollado ingeniosos mecanismos de comunicación basados en señales químicas. Estas señales, conocidas como compuestos orgánicos volátiles (VOCs), son liberadas al aire y transportadas por el viento. Los VOCs pueden variar en su composición y pueden incluir moléculas como terpenos, aldehídos, alcoholes y ésteres. Cada especie de planta puede tener una combinación única de VOCs que le permite comunicarse de manera específica con otras plantas y con el entorno.

 

Cuando una planta es atacada por herbívoros o microorganismos fitopatógenos puede liberar compuestos químicos volátiles para advertir a otras plantas cercanas. Estas señales químicas pueden desencadenar respuestas de defensa en las plantas vecinas, como la producción de toxinas para disuadir a los herbívoros. De esta manera, las plantas pueden ayudarse mutuamente a sobrevivir y protegerse de los depredadores.

 

En este artículo nos centraremos a comunicación aérea entre las plantas de tomate como respuesta a la infección con Pseudomonas syringae, una bacteria fitopatógena capaz de provocar graves enfermedades y daños importantes en los cultivos. Para comprender el mecanismo de infección de esta bacteria es necesario conocer su ciclo de vida.

 

Esta bacteria forma parte del grupo de las bacterias fitopatógenas hemibiotrofas, que se caracterizan por presentar dos fases de infección: la fase de infección biotrófica y la fase de infección necrotrófica. Durante la fase biotrófica, las bacterias ingresan a la planta a través de heridas o aberturas naturales, como estomas, y se multiplican en las células vivas de los tejidos vegetales sin causar daño significativo. Sin embargo, después de un período de tiempo variable, las bacterias cambian su estrategia y entran en la fase necrotrófica. Durante esta etapa, las bacterias secretan enzimas y toxinas que degradan y matan los tejidos vegetales circundantes. Esto les permite obtener una fuente más abundante de nutrientes y colonizar rápidamente la planta.

 

Ante la infección con P. syringae se activan los mecanismos de defensa mediados por ácido salicílico, que incluyen el cierre estomático y el aumento en la expresión de genes relacionados con la resistencia. Además, se producen cambios metabólicos que da lugar a alteraciones en el perfil de volátiles de la planta, lo que contribuye a la advertencia de plantas vecinas.

 

Una forma de estudiar estas interacciones es haciendo que plantas sanas compartan espacio con plantas infectadas y observar los cambios que se producen tanto a nivel físico como a nivel genómico. Mediante este método se ha observado que las plantas sanas que han estado cohabitando con plantas infectadas presentan mayor cierre estomático y mayor expresión de genes relacionados con la resistencia.

En estas fotos se aprecia cómo el contacto con plantas infectadas produce un mayor cierre estomático. Esto es esencial porque, como comentamos antes, la primera fase del ciclo de vida de esta bacteria requiere la infección de tejido sano, de forma que la imposibilidad para colonizar el tejido vegetal a través de los estomas reduce el riesgo de enfermedad.

 

Esto se comprobó infectando las plantas receptoras sanas con P. Siringe para observar la sintomatología y evaluar la efectividad de la infección. A continuación se muestran imágenes de las plantas tras 24 horas de la infección.

 

Como se puede apreciar en la imagen, las plantas que no han estado en contacto con plantas infectadas y, por lo tanto, no han detectado el aroma producido por la infección, son más susceptibles a P. syringae. Sin embargo, aquellas que han estado previamente en contacto con plantas infectadas son capaces de resistir la infección de una manera más efectiva.

 

La capacidad que tienen estas plantas para emitir y recibir compuestos que contribuyen a la resistencia supone una estrategia evolutiva esencial para la supervivencia. La comunicación aérea entre las plantas de tomate en respuesta a Pseudomonas syringae es un ejemplo fascinante de cómo las plantas pueden interactuar y coordinar sus respuestas frente a amenazas comunes. A través de señales químicas liberadas al aire, los tomates pueden advertirse mutuamente sobre la presencia de la bacteria patógena y desencadenar respuestas de defensa coordinadas. Comprender y valorar estas interacciones vegetales nos ofrece una visión más profunda de la complejidad y adaptabilidad de la naturaleza y nos brinda oportunidades para desarrollar estrategias agrícolas más efectivas y sostenibles.