El trigo tiene sus propias alarmas para detectar cuándo un enemigo intenta atacarlo. El problema es que uno de sus principales patógenos ha encontrado una forma de silenciar esas señales de alerta y aprovecharlas, además, para alimentarse.

Es la principal conclusión de un estudio liderado por científicos del Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas de Madrid en el que también han participado investigadores del Instituto de Biología Molecular, Genómica y Proteómica (INBIOMIC) de la Universidad de León.

El trabajo se ha centrado en Zymoseptoria tritici, el hongo responsable de la septoriosis o mancha foliar del trigo, una enfermedad que causa importantes pérdidas en los cultivos de este cereal en todo el mundo.

Los investigadores han identificado una enzima producida por el hongo, denominada ZtGH54, que desempeña un papel clave durante la infección. Su estrategia tiene una doble ventaja para el patógeno: le permite obtener nutrientes de la planta y, al mismo tiempo, dificulta que el trigo detecte que está siendo atacado.

El hongo modifica la alarma del trigo

Para entender el mecanismo hay que fijarse en la pared celular de la planta. Cuando el hongo comienza a degradarla, se liberan pequeñas moléculas que funcionan como auténticas señales de alarma para el trigo y activan sus defensas.

Una de ellas es el oligosacárido XA3XX, procedente del arabinoxilano, un componente abundante de la pared celular del cereal.

Los experimentos demostraron que esta molécula provoca una respuesta defensiva intensa en diferentes variedades de trigo, incluida una fuerte producción de especies reactivas de oxígeno, uno de los primeros mecanismos que utiliza la planta para hacer frente a una infección. Pero el hongo tiene una herramienta para neutralizar parte de esa respuesta.

La enzima ZtGH54 transforma XA3XX en otra molécula, la xilotetraosa, que ya no activa las defensas de la misma manera en todas las variedades. De esta forma, el patógeno consigue reducir las posibilidades de que la planta identifique a tiempo la amenaza.

El descubrimiento tiene otra dimensión. ZtGH54 no solo ayuda al hongo a pasar desapercibido, sino que también facilita su crecimiento.

Los científicos comprobaron que las cepas incapaces de producir esta enzima tenían mayores dificultades para desarrollarse cuando utilizaban determinados componentes de la pared celular del trigo, como el arabinano o el arabinoxilano, como fuente de carbono.

En otras palabras, la misma herramienta que ayuda al hongo a evitar las defensas de la planta también le permite aprovechar sus tejidos como alimento.

Los ensayos aportaron además una pista especialmente interesante: las plantas que habían recibido previamente el oligosacárido XA3XX desarrollaron menos síntomas cuando posteriormente fueron expuestas al hongo. El resultado refuerza la idea de que esta señal desempeña un papel protector frente a la enfermedad.

Una batalla que puede ayudar a crear trigos más resistentes

Los investigadores consideran que estos resultados muestran hasta qué punto existe una auténtica carrera evolutiva entre las plantas y los microorganismos que las atacan.

Los hongos desarrollan mecanismos para ocultar o modificar las señales que delatan su presencia, mientras que las plantas evolucionan nuevas formas de reconocer tanto esas señales como las propias herramientas que utilizan los patógenos.

Comprender este intercambio puede resultar especialmente importante en el caso del trigo, un cultivo estratégico para Castilla y León.

El hallazgo abre nuevas líneas de investigación para buscar variedades capaces de detectar antes al hongo o de resistir mejor sus estrategias de infección. No supone todavía una solución inmediata contra la septoriosis, pero sí aporta una pieza más para comprender cómo funciona una enfermedad que afecta a uno de los cultivos esenciales de la agricultura regional.

El estudio ha contado con financiación del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades y de la Agencia Estatal de Investigación, además del apoyo de fondos europeos FEDER y del programa de excelencia Severo Ochoa.