Sasimonthakan Tanarsuwongkul, 2024
¿Alguna vez te has preguntado acerca de ese aroma intenso que percibe tu nariz cuando cortas el césped o cortas tallos de flores? Se trata de compuestos volátiles de las hojas verdes, o GLVs; aceites que se evaporan fácilmente y que las plantas utilizan para comunicarse con otras plantas y defenderse de herbívoros o patógenos como bacterias u hongos.
Casi todas las plantas verdes pueden sintetizar y liberar rápidamente GLVs cuando son atacadas, tanto para protegerse directamente de los atacantes como para atraer indirectamente a depredadores de herbívoros, (insectos depredadores) y preparar otros mecanismos de defensa. Los investigadores saben que los GLVs desempeñan un papel importante en la protección de las plantas, pero aún no está claro cómo funcionan.
Tanarsuwongkul es un investigador en bioquímica y a través de una colaboración entre el Laboratorio Wang y el Laboratorio Stratmann de la Universidad de Carolina del Sur, estudia junto con sus colaboradores, cómo las células vegetales liberan compuestos volátiles de las hojas verdes.
En una investigación recientemente publicada en Plant, Cell & Environment, identificaron las posibles vías de señalización que los GLVs utilizan para inducir respuestas de defensa en las células de tomate. El objetivo final es descubrir formas de utilizar GLVs para controlar las plagas agrícolas y lograr una agricultura más sana.
Sistemas de Defensa en Plantas
Las plantas emplean muchos sistemas de defensa para protegerse. La primera línea de defensa implica detectar invasores microbianos y la presencia de daños, mediante patrones moleculares asociados a estos daños, o DAMPs, que son moléculas liberadas por células dañadas o moribundas.
Cuando una célula identifica un DAMP, desencadena una respuesta inmune y promueve mecanismos de reparación. También provoca cambios en la concentración de iones de Calcio, activando aún más genes y proteínas relacionados con el sistema inmune. Los DAMPs también activan proteínas comunes en muchas vías de señalización del estrés que activan otras respuestas de defensa.
Muchos estudios han demostrado que los efectos de los GLVs son similares a los de los DAMPs. Por lo tanto, se buscó demostrar si los GLVs también pueden actuar como DAMPs. Para ello, se estudió cuales proteínas se activan o desactivan en las células de tomate.
Cambiar químicamente la estructura de una proteína mediante un proceso llamado fosforilación la activa o la desactiva. La fosforilación de proteínas desempeña un papel central en la regulación de un gran número de procesos celulares e implica muchas vías de transmisión de señales. Estudiar el fosfoproteoma (todas las proteínas que están fosforiladas en un sistema) de las células de tomate, podría ayudar a comparar las vías de señalización de GLVs y DAMPs.
Se descubrió que muchas de las proteínas involucradas en las vías de señalización de compuestos volátiles de las hojas verdes estaban involucradas en la regulación del estrés. Estas incluían muchos componentes de las vías de señalización de DAMPs, lo que respalda la hipótesis de que los GLVs funcionan como DAMPs en la activación de respuestas de defensa.
Uso de GLVs en la Agricultura
La agricultura suele ejercer una presión significativa sobre los recursos naturales y el medio ambiente. Concretamente, el uso de pesticidas convencionales puede provocar degradación ambiental e inducir resistencia a las plagas.
Los biopesticidas están ganando popularidad como una alternativa menos tóxica. Estos son organismos o compuestos naturales que suprimen el crecimiento y la propagación de plagas. Por ejemplo, los compuestos orgánicos volátiles de las plantas son un tipo de biopesticida que se ha demostrado que permite reducir el uso de insecticidas sintéticos para controlar las plagas en los cereales (granos) almacenados.
Por consiguiente, los GLVs también pueden ser biopesticidas eficaces en la agricultura. Un estudio ha demostrado que los GLVs pueden atraer una plaga de las plantas, el escarabajo Apion miniatum, para que se alimente de una maleza invasora y difícil de controlar: Rumex confertus. Además, los estudios de campo en plantas de Tabaco silvestre encontraron que la liberación de GLVs puede atraer enemigos de los herbívoros. La presencia de estos competidores de herbívoros puede controlar la presencia de insectos plaga.
Con más investigaciones, creemos que los GLVs tienen el potencial de controlar las plagas de forma natural y apoyar el desarrollo de la agricultura sostenible.
Referencias: Tanarsuwongkul, S. (29 de Enero de 2024). Green leaf volatiles may work as a less toxic pesticide for farmers. Obtenido de PHYS ORG: https://phys.org/news/2024-01-green-leaf-volatiles-toxic-pesticide.html
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