El estudio fue publicado en la revista Nature Communications.
"Nuestro equipo descubrió que algunos genes AVR son parte de un grupo discreto de elementos móviles que pueden moverse rápidamente alrededor de los genomas, no sólo dentro de las especies, sino también entre diferentes especies de hongos", dijo el autor principal del estudio, Menglong Chen, investigador postdoctoral en el Departamento. de Fitopatología de UC Davis. "Nombramos a estos elementos móviles elementos de movimiento rápido asociados con la virulencia (RMEAV)".
Los patógenos vegetales son microorganismos, incluidos hongos, bacterias y oomicetos, que pueden causar enfermedades en las plantas. Muchos patógenos vegetales importantes contienen genes que codifican proteínas AVR. Los genes AVR desempeñan un papel importante a la hora de desencadenar la respuesta inmunitaria de una planta y provocar enfermedades. Las proteínas AVR son reconocidas por las correspondientes proteínas de resistencia a enfermedades en la planta huésped, lo que lleva a una reacción de defensa que puede limitar o prevenir la infección. Como tal, los genes AVR se han utilizado durante décadas en esfuerzos de fitomejoramiento para desarrollar variedades resistentes.
"Para que el mejoramiento de la resistencia tenga éxito, los genes de resistencia utilizados deben ser duraderos, lo que significa que pueden proporcionar una resistencia efectiva durante un largo período de tiempo", dijo el coautor Brent Threlfall, científico asistente del proyecto en el Departamento de Patología Vegetal de Universidad de California Davis. "Sin embargo, la rápida y frecuente aparición de nuevas cepas de patógenos capaces de superar estas resistencias ha frustrado estos esfuerzos".
Las cepas de patógenos que surgen, a menudo denominadas cepas "virulentas", contienen versiones nuevas o mutadas de genes AVR. La capacidad de estos genes AVR para cambiar significa que pueden evadir la detección por parte del sistema inmunológico de la planta y causar enfermedades en plantas previamente resistentes.
Los investigadores utilizaron una variedad de enfoques, incluida la genómica comparada, la bioinformática, la biología molecular y los estudios funcionales para comprender la misteriosa propagación de los genes AVR entre diferentes especies de hongos. Se centraron en dos de los hongos patógenos de los cereales más destructivos en todo el mundo:Magnaporthe oryzae, el agente causal de la enfermedad del añublo del arroz, y Zymoseptoria tritici, el agente causal de la mancha por Septoria tritici en el trigo.
Los científicos pudieron demostrar que los RMEAV son replicones autónomos que se replican y propagan utilizando la maquinaria de replicación y transcripción del hongo huésped. También descubrieron que los RMEAV pueden actuar como elementos egoístas, lo que significa que no proporcionan ningún beneficio directo al hongo, pero aún así pueden propagarse con éxito a través de una población.
"Comprender los mecanismos detrás de la rápida propagación de los genes AVR entre diferentes especies de hongos es fundamental para desarrollar estrategias que mejoren la durabilidad de los genes de resistencia en los cultivos", dijo el autor principal del estudio, Jian-Min Yuan, profesor del Departamento de Patología Vegetal de la UC. Davis. "Nuestros hallazgos proporcionan nuevas pistas sobre cómo algunos patógenos pueden adaptarse rápidamente y superar la resistencia de las plantas, ayudándonos a estar un paso por delante en la batalla contra enfermedades devastadoras de las plantas".
