• Las bacterias que infectan las plantas son capaces de sobrevivir en el suelo entre los brotes de la enfermedad.
• Investigadores del CRAG han descubierto cómo un importante patógeno vegetal, Ralstonia solanacearum, activa cierto tipo de genes para poder sobrevivir en las duras condiciones del suelo.
• Este conocimiento es crucial para controlar la diseminación de patógenos y prevenir las plagas en los cultivos.

Los patógenos bacterianos que infectan a las plantas muestran una notable capacidad para persistir y prosperar en diversos entornos. Estas poblaciones de bacterias fuera de sus hospedadores son las responsables de la diseminación y los posibles brotes de enfermedades. Sin embargo, la mayoría de los estudios sobre bacterias fitopatógenas se han centrado únicamente en su interacción con su hospedador vivo.

En este artículo publicado en la revista PLOS Pathogens y liderado por Marc Valls, investigador de la UB en el CRAG, los investigadores han dilucidado cómo el patógeno vegetal Ralstonia solanacearum es capaz de sobrevivir en dos hábitats ambientales clave que ocupa: el agua y el suelo.

Ralstonia solenacearum es una bacteria del suelo con efectos devastadores en muchos cultivos de solanáceas, como el tomate, en el que produce la marchitez bacteriana (también conocida como podredumbre parda en la patata y marchitez de granville en el tabaco). Debido al aumento de las temperaturas provocado por la actual crisis climática, esta bacteria tropical se está extendiendo peligrosamente a otros países.

Adaptación al entorno

En este trabajo, los investigadores del CRAG han utilizado Ralstonia como modelo para investigar la adaptación del patógeno al agua y al suelo, y han comparado esta información con la expresión génica del patógeno en la planta. Mediante el uso de análisis genéticos de alto rendimiento, los investigadores del CRAG han encontrado un patrón distinto de expresión génica en cada uno de los entornos. En el agua, el patrón de expresión génica es similar al encontrado durante las últimas fases de infección en las plantas, en la colonización tardía del xilema.

En cambio, en el suelo esta bacteria activa una serie de genes muy diferentes y específicos necesarios para adaptarse y sobrevivir en este entorno único. Es importante destacar que estos genes no son utilizados por la bacteria durante la infección de las plantas, lo que confirma la capacidad de este patógeno para adaptarse a esta fase específica de su ciclo vital, en ausencia del hospedador natural.

Compuestos aromáticos como nutrientes

Los genes que se activan en la fase edáfica están principalmente implicados en la adaptación al aumento del estrés oxidativo en el suelo pero también, y más importante, relacionados con la degradación de compuestos aromáticos. Los compuestos aromáticos son abundantes en el suelo debido a la presencia de, por ejemplo, antimicrobianos, contaminantes o derivados de la degradación de la madera, y este hallazgo sugiere que podrían ser utilizados como nutrientes por los patógenos.

"El siguiente paso será identificar los compuestos aromáticos exactos que utiliza este patógeno para poder controlar su población en el suelo", señala Marc Valls, autor principal del trabajo.

Para los experimentos, los investigadores utilizaron muestras reales de suelo extraídas de campos de la comarca catalana del Vallès Oriental (Santa Eulàlia de Ronçana), que tuvieron que ser tratadas previamente para matar los microorganismos del suelo y eliminar el material genético presente previamente que, de otro modo, interferiría en el análisis.

Dado que se ha descubierto de que los patógenos bacterianos pueden sobrevivir hasta cinco años en el suelo, comprender los mecanismos que permiten su transición entre hábitats es crucial para controlar la diseminación y los posibles brotes de enfermedades de patógenos de plantas.

Artículo de referencia 

de Pedro-Jové R, Corral J, Rocafort M, Puigvert M, Azam FL, Vandecaveye A, et al. Gene expression changes throughout the life cycle allow a bacterial plant pathogen to persist in diverse environmental habitats. PLoS Pathog 202; 19(12): e1011888. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1011888

Sobre los autores y la financiación del estudio

Esta investigación ha sido financiada por la beca MCIN/AEI/PID2019-108595RB-I00 a M.V. y N.S.C. El Centro de Investigación en Agrigenómica está apoyado por el 'Programa Severo Ochoa para Centros de Excelencia en I+D' (CEX2019-000917 financiado por MCIN/AEI/ 10.13039/501100011033) y por el Programa CERCA de la Generalitat de Catalunya. R.P.J. recibió la beca FPU (FPU2018-03285) financiada por el Ministerio de Universidades y la beca FI (2019 FI_B 00461) de la Secretaria d'Universitats i Recerca del Departament d'Empresa i Coneixement de la Generalitat de Catalunya y la cofinanciación del Fondo Social Europeo (FSE-"El FSE invierte en tu futuro") de la Unión Europea. J. C fue beneficiario de una beca Margarita Salas 2021 (Contrato ID:675711) en la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB) financiada por el Ministerio de Universidades y por "European Union NextGenerationEU/PRTR". Los financiadores no desempeñaron ningún papel en el diseño del estudio, la recogida de datos, el análisis, la decisión de publicar o la preparación del manuscrito.