El post de hoy es obra de Lola Cañavate, alumna de la asignatura de comunicación científica del máster en biotecnología molecular y celular de plantas.
¿Sabías que las plantas son capaces de hablar entre ellas? Puede sonar raro, pero en el mundo científico se ha demostrado que, aunque no tengan boca ni oídos, las plantas han desarrollado un mecanismo propio para comunicarse entre ellas: los compuestos orgánicos volátiles (VOCs). Son pequeñas moléculas que las plantas pueden liberar al aire y que transmiten mensajes a aquellas que tengan cerca.
En nuestro día a día de laboratorio de interacción planta-patógeno trabajamos mayoritariamente con tomate (Solanum lycopersicum) como planta modelo y la bacteria Pseudomonas syringae como patógeno. Esta relación no es casual, ya que Pseudomonas es experta en colonizar el tomate y provocar enfermedades que afectan tanto al cultivo como a la investigación básica. Lo fascinante es que no todas las plantas reaccionan igual: algunas resisten y otras sucumben. Y ahí es donde aparece nuestra gran pregunta: ¿qué diferencia a una planta resistente de una planta que se muere?
Para entenderlo, en el laboratorio utilizamos plantas transgénicas de tomate. Estas plantas han sido modificadas genéticamente para alterar rutas de defensa concretas. En particular, nos interesan dos moléculas clave: el ácido salicílico (SA) y el ácido gentísico (GA). El ácido salicílico, bastante conocido, es la molécula en la que se inspiró la aspirina, pero en el mundo vegetal es mucho más que un analgésico. El SA actúa en las plantas como una alarma interna que activa genes de defensa frente a patógenos. Por su parte, el GA es un derivado que, aunque menos famoso, empieza a revelarse como otro actor fundamental en esta interacción.
Cuando infectamos las plantas con Pseudomonas syringae, se abre un abanico de reacciones para intentar frenar el avance de la bacteria: producción de especies reactivas de oxígeno (ROS), señales hormonales y, no menos importante, emisión de compuestos orgánicos volátiles o VOCs. Estos últimos son precisamente los que están actualmente en el punto de mira dentro mundo científico, ya que nos pueden dar pistas muy valiosas sobre si una planta está muriendo o resistiendo frente una enfermedad. Una planta que resiste lanza al aire un cóctel químico completamente distinto al de una planta que se está muriendo, pero este “olor” no es algo que podamos percibir los humanos, sin embargo, sí constituye una señal clara para otras plantas cercanas. Cuando un tomate es atacado por un patógeno, libera VOCs específicos que viajan por el aire y son detectados por las plantas vecinas. Al recibir esta señal, las plantas no infectadas activan con antelación sus mecanismos de defensa, aumentando así sus probabilidades de resistir la futura amenaza. De esta forma, la emisión de VOCs funciona como un sistema de alarma comunitario que permite a la población vegetal responder de manera coordinada frente al patógeno.
Nuestro trabajo se centra en descifrar ese lenguaje químico y comprender cómo se relaciona con la resistencia o la susceptibilidad. Para ello medimos la producción de ácido salicílico y gentísico, analizamos la expresión de genes relacionados con la defensa, y estudiamos los perfiles de VOCs emitidos. Al combinar todos estos datos, buscamos dibujar un mapa de cómo las plantas organizan sus respuestas frente al patógeno.
Más allá del interés académico, este conocimiento tiene aplicaciones muy interesantes. El tomate es uno de los cultivos hortícolas más importantes a nivel global, y las enfermedades causadas por Pseudomonas syringae representan un problema económico y productivo significativo. Comprender cómo varía esa emisión de compuestos volátiles en función de la resistencia o susceptibilidad de la planta puede abrir la puerta al desarrollo de biomarcadores no invasivos. Detectar de manera temprana qué plantas están resistiendo la infección y cuáles presentan síntomas iniciales permitiría mejorar las estrategias de control y reducir el uso de tratamientos químicos.
En resumen, nuestro trabajo no consiste solo en describir un fenómeno curioso, sino que intentamos aportar herramientas y conocimiento aplicable para mejorar la resistencia de los cultivos frente a patógenos. Esta perspectiva nos ayuda a integrar fisiología, bioquímica y ecología química y nos acerca a un objetivo común: comprender cómo las plantas organizan su defensa y cómo podemos aprovechar esa información en beneficio de la agricultura sostenible.