Para la investigación, los científicos están utilizando el sitio del experimento en un largo plazo
Investigadores del Instituto Leibniz de Genética de Plantas e Investigación de Cultivos (IPK) y la Universidad Martin Luther de Halle-Wittenberg han obtenido nuevos conocimientos sobre la base genética de la reproducción del centeno. Han demostrado cómo las plantas recombinan sus genes y hasta qué punto este proceso se ve influido por factores ambientales como la deficiencia de nutrientes.
Para su estudio, cultivaron más de 500 plantas de centeno en condiciones normales y en suelos con deficiencia nutricional, utilizando variedades comerciales y material del Banco Federal de Germoplasma Ex Situ. Todas las plantas se cultivaron en el sitio del experimento de larga duración llamado “Cultivo Eterno de Centeno”, iniciado en 1878 por Julius Kühn.
Hallazgos clave
Se recolectó polen y se secuenciaron los núcleos celulares de más de 3,000 células espermáticas de 584 individuos.
Por primera vez, se estudió directamente el proceso de recombinación genética en el polen, donde realmente ocurre.
Se observó que las plantas mezclan significativamente menos sus genes cuando hay deficiencia de nutrientes. Como lo explicó Christina Wäsch, autora principal: “Es como barajar cartas sin entusiasmo: se crean menos combinaciones nuevas”.
Las variedades modernas de centeno mostraron estabilidad frente al estrés, mientras que las variedades antiguas y formas silvestres fueron más susceptibles. Esto sugiere que la diversidad genética influye en la capacidad de adaptación de las plantas.
Genética de la recombinación
La tasa de recombinación no está controlada por un único “interruptor maestro”, sino por muchas pequeñas regiones genéticas que actúan en conjunto.
Se identificaron más de 40 alelos y dos genes candidatos relacionados con este proceso.
Este estudio representa un avance importante en la comprensión de la arquitectura genética y la plasticidad ambiental de la recombinación meiótica.
Aplicaciones futuras
Identificar los genes que controlan la recombinación bajo estrés podría ser una herramienta valiosa para la mejora genética.
Controlar este proceso de forma dirigida podría acelerar el desarrollo de cultivos más resistentes a condiciones ambientales adversas.
El sorgo de alta biomasa (Sorghum bicolor L. Moench) está despertando un creciente interés como fuente de bioenergía. Sin embargo, aún se requiere mayor información para identificar las variedades más adecuadas para el Medio Oeste de Estados Unidos. En este contexto, investigadores del Centro para la Innovación en Bioenergía y Bioproductos Avanzados (CABBI) evaluaron el potencial productivo de 13 híbridos de sorgo cultivados en el centro y sur de Illinois.
Los híbridos (H1–H13) se cultivaron durante dos temporadas (2022–2023) en dos localidades (Urbana y Ewing, Illinois), bajo dos niveles de fertilización nitrogenada (0 y 112 kg N ha⁻¹). Se analizaron el rendimiento de biomasa, el impacto del nitrógeno en la productividad, y la composición nutricional y energética del sustrato.
Los híbridos más destacados en ambos sitios fueron H1 y H13, altamente sensibles al fotoperiodo, con rendimientos superiores de biomasa, menor extracción de nutrientes y una composición energética enriquecida. En contraste, los híbridos de bajo rendimiento (H5 y H6) presentaron porte reducido y alelos recesivos en el locus Dw3. Los híbridos de sensibilidad moderada al fotoperiodo (H7, H8, H11 y H12), que desarrollaron panículas con grano, mostraron alta plasticidad en el rendimiento pero también una extracción excesiva de nutrientes, debido a la acumulación de potasio en los tejidos de biomasa y de nitrógeno y fósforo en las panículas.
Este estudio documenta las relaciones y compensaciones entre rasgos agronómicos y composicionales, que pueden aprovecharse para maximizar la productividad regional y optimizar la conversión del sustrato para los usuarios finales. Se requiere investigación adicional para perfeccionar el manejo del nitrógeno y evaluar los beneficios ecosistémicos de estos nuevos híbridos de sorgo.
El estudio fue publicado en la revista GCB Bioenergy.
Un mecanismo molecular hasta ahora desconocido ayuda a las plantas a conservar agua bajo condiciones extremas de sequía y luz solar intensa. Un equipo de investigación del Centro de Estudios Organísmicos (COS) de la Universidad de Heidelberg, en colaboración con colegas de la Universidad Agrícola de Nanjing (China), ha descubierto que un complejo proteico—el complejo de síntesis de cisteína—actúa como sensor dentro de los cloroplastos. Este complejo recibe y transmite señales de estrés, y garantiza la biosíntesis de ácido abscísico, una hormona vegetal que induce el cierre de diminutos poros en las hojas, evitando así la pérdida de agua.
Durante periodos de sequía y radiación solar intensa, las plantas enfrentan una pérdida excesiva de agua. Para regular el intercambio de aire y vapor de agua, las hojas cuentan con poros microscópicos que funcionan como pequeñas válvulas. El ácido abscísico (ABA) es la hormona clave que controla el cierre de estos poros.
Para activar las células oclusivas que regulan estos poros, el complejo de síntesis de cisteína—formado por dos enzimas—evalúa diversas señales, entre ellas el nivel de sulfato como nutriente y una pequeña proteína que se transporta desde las raíces hacia los brotes cuando el suelo comienza a secarse.
Además, los investigadores identificaron una hormona vegetal específica que se induce por la alta intensidad lumínica. Su estudio fue publicado en la revista Nature Communications.
“Cuando el complejo de síntesis de cisteína en los cloroplastos detecta una de estas señales de estrés, estimula la producción de ABA en las células oclusivas y asegura el cierre de los poros en las hojas. Así, la planta conserva agua”, explican el Prof. Dr. Rüdiger Hell y el Dr. Markus Wirtz, del grupo de investigación en Biología Molecular de Plantas del COS.
“Nuestros resultados demuestran que el metabolismo del cloroplasto no solo aporta componentes esenciales mediante la fotosíntesis, sino que también responde activamente a señales de estrés, ajustando finamente las respuestas de la planta ante condiciones ambientales como la sequía.”
A partir de estos hallazgos, el equipo logró desarrollar una planta de Arabidopsis—organismo modelo de la familia Brassicaceae en biología molecular—capaz de resistir mejor la deshidratación del suelo sin comprometer su crecimiento. Para los investigadores, este avance representa una vía prometedora para diseñar nuevas estrategias que fortalezcan la resiliencia de los cultivos frente al cambio climático
Fuentes
Sun, S.-K., Hell, R., Wirtz, M., & colaboradores. (2025). The plastid cysteine synthase complex regulates ABA biosynthesis and stomatal closure in Arabidopsis. Nature Communications. https://doi.org/10.1038/s41467-025-64705-3
Corte transversal de una hoja de Arabidopsis bajo condiciones de sequía (arriba) y tras 15 minutos de rehidratación (abajo). Cada color (azul, rosa, verde) representa un gen activado durante la recuperación. Crédito: Instituto Salk.
El crecimiento es la máxima prioridad de una planta, y para lograrlo necesita luz solar, nutrientes y agua. Si falta alguno de estos elementos—como ocurre durante una sequía—el crecimiento se detiene. Podríamos pensar que, al terminar la sequía, la planta retomaría de inmediato su desarrollo. Pero en realidad, sus prioridades cambian.
Investigadores del Instituto Salk utilizaron técnicas avanzadas de transcriptómica espacial y de célula única para estudiar cómo se recupera la planta Arabidopsis thaliana después de una sequía. Descubrieron que, en lugar de enfocarse en crecer, la planta activa rápidamente genes relacionados con la inmunidad. Esta respuesta inmunológica intensificada, denominada “Inmunidad Inducida por la Recuperación de la Sequía” (DRII, por sus siglas en inglés), también se observó en tomates silvestres y cultivados, lo que sugiere que esta estrategia está conservada evolutivamente y podría estar presente en otros cultivos importantes.
Los hallazgos, publicados en Nature Communications el 29 de agosto de 2025, abren nuevas posibilidades para desarrollar cultivos más resistentes y proteger el suministro alimentario global en el futuro.
“La sequía representa un gran desafío para las plantas, pero lo que menos entendemos es cómo se recuperan cuando el agua regresa”, explica Joseph Ecker, autor principal, profesor y presidente del Consejo Internacional de Genética del Salk, además de investigador del Instituto Médico Howard Hughes. “Descubrimos que, en lugar de acelerar el crecimiento para compensar el tiempo perdido, Arabidopsis activa rápidamente una respuesta inmunológica coordinada. Este descubrimiento revela que la recuperación es una ventana crítica de reprogramación genética y sugiere nuevas estrategias para diseñar cultivos que se recuperen mejor del estrés ambiental.”
Arabidopsis: una planta sedienta en suelo seco
Arabidopsis ha sido un modelo fundamental para la biología vegetal durante más de 50 años. Es fácil de cultivar, tiene un genoma relativamente simple y comparte muchos genes con otras especies vegetales, incluidos cultivos como el tomate, el trigo y el arroz.
Como todas las plantas, Arabidopsis necesita agua. La absorbe a través de diminutos poros en su superficie, que también la exponen a patógenos del entorno. Durante una sequía, la planta cierra estos poros, detiene su crecimiento y conserva sus recursos. Pero cuando el agua regresa, los poros se abren rápidamente, dejando a la planta vulnerable. ¿Cómo se protege en ese momento crítico?
“Sabemos mucho sobre lo que ocurre durante la sequía, pero casi nada sobre el proceso de recuperación”, comenta Natanella Illouz-Eliaz, investigadora postdoctoral en el laboratorio de Ecker. “Este periodo es genéticamente muy activo y complejo. Ya hemos descubierto procesos que ni siquiera imaginábamos que formaban parte de la recuperación. Ahora sabemos que vale la pena estudiarlo más a fondo.”
Un estudio rápido, preciso y espacialmente consciente
Los investigadores rehidrataron plantas de Arabidopsis que habían estado en estado de sequía y analizaron sus hojas desde los 15 minutos hasta las 4 horas y media después. Esta vigilancia temprana fue clave: sin ella, el descubrimiento de DRII habría pasado desapercibido.
Aunque todas las células de una hoja comparten el mismo ADN, cada célula expresa genes de forma distinta, lo que define su función. Para capturar estos patrones con precisión, se usaron tecnologías de secuenciación de última generación como la transcriptómica de célula única y la transcriptómica espacial, que permiten observar cómo se comportan los genes en su contexto físico dentro de la planta.
DRII: inmunidad activada por la recuperación de la sequía
Tan solo 15 minutos después de la rehidratación, los genes inactivos comenzaron a activarse en cascada, generando una respuesta inmunológica que protegió a Arabidopsis de los patógenos. Esta misma respuesta se observó en tomates silvestres y cultivados, lo que sugiere que DRII podría ser común en muchas especies vegetales.
Quedan muchas preguntas abiertas: ¿cómo viaja tan rápido la señal desde las raíces hasta las hojas? ¿Qué molécula la transmite? Los investigadores creen que estos hallazgos podrían cambiar la forma en que entendemos el estrés vegetal. Tal vez las plantas no solo buscan sobrevivir o crecer, sino también prepararse para lo que viene después.
“Nuestros resultados muestran que la recuperación tras la sequía no es un proceso pasivo, sino una reprogramación dinámica del sistema inmunológico de la planta”, concluye Ecker. “Al definir los eventos genéticos tempranos que ocurren en minutos, podemos empezar a descubrir las señales moleculares que coordinan la recuperación y explorar cómo aprovechar estos mecanismos para mejorar la resiliencia de los cultivos.”
Infografía: Activación genética en Arabidopsis thaliana durante la recuperación post-sequía. A través de transcriptómica espacial y de célula única, se identificó una respuesta inmunológica rápida (DRII) que se activa en los primeros 15 minutos tras la rehidratación. Este mecanismo, conservado en otras especies como el tomate, podría ser clave para el desarrollo de cultivos más resilientes. Crédito: Copilot, basado en datos del Instituto Salk (2025).
Fuentes
Ecker, J., Illouz-Eliaz, N., Yu, J., Swift, J., Lande, K., Jow, B., Partida-Garcia, L., Lee, T., Gomez Castanon, R., Owens, W., Bowman, C., Osgood, E., Nery, J., Nobori, T., Tuang, Z. K., Yaaran, A., Zait, Y., & Burdman, S. (2025, August 29). Plants prioritize immunity over growth during recovery from drought conditions. Salk Institute. https://phys.org/news/2025-08-prioritize-immunity-growth-recovery-drought.html
nvestigadores del Instituto Kostas de la Universidad de Northeastern desarrollaron sensores que cambian de color para indicar el estado de salud de las plantas. Esta innovación permite evaluar rápidamente si una planta está bajo estrés, tanto en hogares como en operaciones agrícolas de pequeña escala. ¿Cómo funcionan? Los sensores están basados en una reacción biológica observada en el néctar de la flor nesocodon, originaria de Mauricio, que cambia de color en respuesta a una molécula llamada prolina, indicador universal de estrés vegetal. Cuando se extrae la prolina de una hoja y se aplica sobre el sensor —hecho con sinapaldehído— éste se torna rojo si hay estrés, o permanece amarillo si la planta está sana. Aplicación práctica. El proceso toma solo unos 15 minutos: se corta un trozo de hoja, se tritura, se le añade etanol para extraer la prolina y luego se sumerge el sensor. Es accesible y económico, lo que lo hace ideal para agricultores con recursos limitados que no pueden acceder a tecnologías como drones o análisis de laboratorio costosos. Potencial de impacto. Los sensores fueron probados en cultivos como col, kale, coles de Bruselas y brócoli. El equipo planea ampliar el estudio a más tipos de plantas, incluyendo ornamentales o frutales. Además, se está explorando una versión biodegradable del sensor para facilitar su desecho.
La interfaz MLA13K98E/K100E-AVRA13-1 desde dos perspectivas diferentes. Crédito: The EMBO Journal (2025). DOI: 10.1038/s44318-025-00373-9
La cenicilla polvorienta es una enfermedad fúngica devastadora que afecta la cebada y puede provocar pérdidas de cultivos de hasta el 40%. Para protegerse de esta enfermedad, la cebada ha desarrollado una serie de receptores inmunitarios que reconocen proteínas específicas de la cenicilla polvorienta, conocidas como efectores. Este evento de reconocimiento confiere resistencia, y los conocimientos obtenidos de este estudio podrían ser aprovechados por los científicos para hacer que la cebada y sus especies hermanas, como el trigo, sean más resistentes a esta costosa enfermedad. Ahora, utilizando tecnología de vanguardia, científicos del Instituto Max Planck para la Investigación en Fitomejoramiento (MPIPZ) en Colonia, Alemania, han logrado determinar la estructura de un receptor inmunitario, llamado MLA13, en complejo con su efector fúngico correspondiente, AVRA13-1. Sus hallazgos se han publicado en el EMBO Journal. Los investigadores, liderados por Paul Schulze-Lefert del MPIPZ, Elmar Behrmann de la Universidad de Colonia y Jijie Chai de la Universidad de Westlake en Hangzhou, China, utilizaron la técnica de microscopía crioelectrónica (crio-EM). En la crio-EM, las muestras se enfrían a temperaturas criogénicas y las estructuras de especímenes biológicos como las proteínas se conservan al incrustarlas en una forma amorfa de hielo. La estructura resultante, con resolución atómica, revela cómo interactúan el receptor inmunitario de la planta y el efector fúngico, así como la estructura adoptada por el efector fúngico. Estos conocimientos permitieron al primer autor, Aaron W. Lawson, diseñar una nueva versión de otro receptor inmunitario, MLA7, que reconoce un efector llamado AVRA7. Las secuencias de los receptores inmunitarios MLA son muy similares entre sí, lo que también es el caso para MLA7 y MLA13. Lawson y sus coautores se preguntaron entonces si, basándose en la estructura MLA13-AVRA13-1, podrían cambiar la especificidad de reconocimiento de MLA7. Efectivamente, al cambiar solo un aminoácido en la secuencia de proteínas de MLA7, los autores lograron diseñar una nueva versión de MLA7 que ahora reconoce AVRA13-1, manteniendo su reconocimiento de AVRA7. El fitomejoramiento tradicional implica cruces meticulosos y que llevan mucho tiempo para obtener plantas con la combinación deseada de diferentes atributos. Sin embargo, el hongo que causa la cenicilla polvorienta en la cebada se diversifica muy rápidamente, lo que significa que las técnicas de fitomejoramiento tradicionales no pueden mantenerse al día con la aparición de nuevas variantes fúngicas virulentas. Al demostrar cómo los receptores inmunitarios pueden ser diseñados para cambiar o expandir su especificidad—un método mucho más preciso y rápido que el fitomejoramiento tradicional—los hallazgos de los autores muestran cómo la edición genética guiada por estructuras de dichos receptores podría ser una herramienta viable para proteger la cebada de enfermedades y asegurar la seguridad alimentaria. Los genes que codifican los receptores inmunitarios MLA evolucionaron en un ancestro común de una familia de gramíneas que incluye a especies hermanas como la cebada, el trigo, la avena y el centeno, y se encuentran en cada uno de estos cereales. Dado que los receptores inmunitarios MLA también pueden conferir inmunidad a otros patógenos microbianos como los hongos de la roya y el hongo del añublo del arroz, los receptores MLA editados genéticamente tienen el potencial de proteger estos cultivos básicos de múltiples enfermedades económicamente relevantes.
Marchantia polymorpha es un excelente modelo para estudios genéticos. Crédito: Johannes Hloch/GMI
A medida que el cambio climático se acelera, las plantas enfrentan una presión creciente para adaptarse a los ecosistemas y condiciones ambientales en transformación. Este desafío es especialmente urgente para los cultivos, ya que la resiliencia a la sequía y al calor es esencial para asegurar el suministro de alimentos en un futuro impredecible. Afortunadamente, las plantas pueden adaptarse notablemente bien a diversos entornos y climas. Por ejemplo, Arabidopsis thaliana prospera en regiones tan climáticamente distintas como Suecia e Italia.
Comprender cómo las plantas se adaptan naturalmente a diferentes condiciones locales es clave para predecir su respuesta al cambio climático y puede ayudar a producir cultivos más resistentes. Un estudio reciente ofrece una nueva perspectiva sobre las bases genéticas de la adaptación climática en las plantas.
Al combinar la genética de poblaciones y los datos climáticos globales, los investigadores identificaron variantes genéticas que subyacen a la adaptación climática en Marchantia polymorpha.
El estudio, realizado por los laboratorios de Liam Dolan y Frédéric Berger en el Instituto Gregor Mendel (GMI) de Biología Molecular de Plantas, así como por Kelly Swarts, ex líder de grupo en GMI y ahora en el Centro de Ciencias de Plantas de Umeå, y Masaki Shimamura en la Universidad de Hiroshima, fue publicado en Current Biology el 10 de febrero.
Construyendo un mapa genómico de la adaptación climática Las variantes genéticas que subyacen a ciertos rasgos, como la resistencia mejorada al calor o el tamaño de las semillas, a menudo son seleccionadas en entornos donde proporcionan una ventaja de supervivencia o reproducción. Sin embargo, cuáles variantes genéticas son responsables de la adaptación climática es en su mayoría desconocido.
Para descubrir estas variantes, los investigadores compararon la genética de diferentes subpoblaciones regionales de Marchantia polymorpha recolectadas en Europa, América y Japón, creando una base de datos de genómica poblacional. Al integrar esta base de datos con un conjunto de datos climáticos mundiales, los científicos correlacionaron el perfil genético de cada subpoblación con su clima local.
«Comparando poblaciones en Europa y Japón, encontramos variantes genéticas asociadas con temperaturas de verano más cálidas y más frías, así como con la cantidad de precipitación veraniega», explica Liam Dolan. «Estas adaptaciones podrían ser cruciales para optimizar la reproducción en diferentes condiciones».
El estudio también reveló que la variabilidad genética difiere notablemente entre las poblaciones de Marchantia polymorpha. Las poblaciones recolectadas de diferentes áreas en Europa eran similares entre sí, pero presentaban una alta variabilidad genética entre sus individuos.
En contraste, las poblaciones japonesas, geográficamente aisladas, exhibieron perfiles genéticos más uniformes, distintos de los de Europa. Estos patrones sugieren que la adaptación climática puede favorecer diferentes estrategias reproductivas en Europa y Japón, ya que Marchantia y otros briófitos pueden reproducirse tanto sexual como asexualmente.
La nueva base de datos de genómica poblacional, la primera de su tipo para Marchantia polymorpha, ofrece a los científicos de todo el mundo una plataforma poderosa para estudiar la variabilidad genética.
«Estamos ansiosos por expandir esta base de datos con muestras de todo el mundo, mejorando la solidez de las futuras investigaciones», destaca Liam Dolan. «Nuestra plataforma abre emocionantes posibilidades para abordar una amplia gama de preguntas biológicas relacionadas con el crecimiento y desarrollo de las plantas».
Un campo de soya en Tennessee. Crédito: Laboratorio Hewezi, Universidad de Tennessee
«Pelear o huir» no es una opción para las plantas cuando se trata de ataques patógenos. En su lugar, las plantas optan por «hacer o morir». Una comprensión más profunda de los mecanismos genéticos que permiten a las plantas resistir las infecciones patógenas ha equipado a los investigadores con herramientas para enfrentar a los patógenos más devastadores en la agricultura.
Usando secuenciación avanzada de ARN, los investigadores han descubierto recientemente cómo las variedades de soya responden a diferentes tipos de nematodos del quiste de la soya (SCN), con implicaciones potenciales para desarrollar cultivos más resistentes y reducir la dependencia de tratamientos químicos.
Publicado en Interacciones Molecular Planta-Microbio, el estudio dirigido por Mst Shamira Sultana, del Laboratorio Hewezi en la Universidad de Tennessee, reveló nueva información sobre los mecanismos genéticos que permiten a las plantas de soya resistir la infección por SCN. El artículo se titula «Reprogramación Transcripcional Diferencial Inducida por el Nematodo del Quiste de la Soya Tipo 0 y Tipo 1.2.5.7 Durante Interacciones Resistentes y Susceptibles».
El estudio exploró cómo las variedades de soya resistentes y susceptibles reaccionan a nivel genético cuando se exponen al SCN. Los científicos investigaron las alteraciones en la expresión génica en las raíces de soya durante la infección por SCN.
Los resultados revelaron que las plantas resistentes aumentan la activación de genes involucrados en respuestas inmunitarias, protegiéndolas efectivamente del daño.
En contraste, las plantas susceptibles no lograron activar estos genes de defensa críticos, dejándolas vulnerables al ataque de nematodos. Curiosamente, esta investigación también destacó que ciertos genes se regulan de maneras opuestas dependiendo del estado de resistencia de la planta, ofreciendo nuevas ideas sobre cómo las plantas distinguen y responden a diferentes tipos de amenazas nematodos.
Al manipular genes específicos que vuelven a las plantas susceptibles o resistentes a las plagas, los investigadores buscaron mejorar la resistencia en plantas vulnerables. Una parte importante de esta investigación es revelar cómo las variedades de soya tienen diferentes respuestas genéticas a varios tipos de nematodos del quiste de la soya.
«Estamos emocionados de descubrir cómo diferentes líneas de soya tienen respuestas genéticas distintas a estos parásitos microscópicos», dijo Tarek Hewezi. Agregó: «Esta investigación no solo mejora nuestra comprensión de los mecanismos de defensa de las plantas, sino que también abre nuevas posibilidades para producir variedades de soya que sean naturalmente más resistentes a las infecciones de nematodos».
Los impactos de este estudio son de largo alcance. Los SCN causan miles de millones de dólares en pérdidas de cultivos a nivel mundial cada año, amenazando la seguridad alimentaria y el progreso hacia una agricultura sostenible.
«Este conocimiento es esencial para desarrollar cultivos más resilientes y minimizar la necesidad de pesticidas químicos, promoviendo en última instancia prácticas agrícolas más sostenibles», dijo Hewezi. Esta investigación marca un paso importante en la comprensión de las defensas de las plantas y tiene el potencial de revolucionar el cultivo de la soya.
Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte señalan firmemente a las montañas de los Andes en Sudamérica como el lugar donde se originó el patógeno de la hambruna irlandesa de la papa, Phytophthora infestans.
En un estudio amplio del material genético encontrado en P. infestans y otros miembros de la especie Phytophthora, los investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte proporcionan más evidencia de que P. infestans se propagó desde Sudamérica a Norteamérica antes de causar estragos en Irlanda en la década de 1840. El patógeno aún causa la enfermedad del tizón tardío en plantas de papa y tomate en todo el mundo.
Gran parte de la evidencia del estudio compara genomas completos de P. infestans con los de patógenos parientes cercanos—Phytophthora andina y Phytophthora betacei—que solo se encuentran en Sudamérica. Los resultados muestran que estas tres especies son muy similares.
«Es uno de los estudios de genoma completo más grandes no solo de P. infestans, sino también de las líneas hermanas,» dijo Jean Ristaino, Profesor Distinguido William Neal Reynolds de Fitopatología en la Universidad Estatal de Carolina del Norte y autor correspondiente de un artículo en PLOS One que describe el estudio.
«Al secuenciar estos genomas y tener en cuenta las relaciones evolutivas y los patrones de migración, mostramos que toda la región andina es un punto caliente para la especiación, o donde una especie se divide en dos o más especies distintas.»
En las últimas décadas, los científicos han estado divididos en sus teorías sobre el punto de origen de P. infestans, con algunos hipotetizando un origen mexicano en lugar de sudamericano. Sin embargo, el artículo muestra diferencias distintivas entre P. infestans y las dos especies de patógenos mexicanos, P. mirabilis y P. ipomoea.
«Mucha de la búsqueda de resistencia a esta enfermedad se ha centrado en una especie de papa silvestre en México—Solanum demissum—que se utilizó para criar líneas de papa resistentes que se han usado durante los últimos 100 años,» dijo Ristaino.
«Señala la importancia de mirar el centro de origen donde un huésped y un patógeno han evolucionado juntos durante miles de años,» dijo.
«El cambio climático está trayendo más sequía a elevaciones andinas más altas, por lo que podríamos estar perdiendo algunas de estas papas antes de aprender si pudieran proporcionar resistencia a la enfermedad del tizón tardío.» Ristaino agregó que se necesita más investigación para examinar especies de papa silvestre de los Andes para aprender más sobre la resistencia del huésped a P. infestans.
«Nuestros datos muestran que ha habido más migraciones del patógeno hacia y desde Sudamérica, y las migraciones hacia y desde México son pequeñas en comparación,» dijo Allison Coomber, ex investigadora graduada de la Universidad Estatal de Carolina del Norte y autora principal del artículo.
«Encontramos que hubo flujo genético desde los Andes hacia México, y también en sentido inverso, porque hay un gran programa de mejoramiento de papa en México y las papas han llegado a la región andina en tiempos más recientes. Pero en tiempos históricos fue al revés.»
«Las muestras de P. infestans históricas —las muestras recolectadas de 1845 a 1889—fueron las primeras en divergir de todas las demás poblaciones de P. infestans, con las poblaciones modernas de Sudamérica y México mostrando una ascendencia compartida derivada del P. infestans histórico,» dijo Ristaino.
«El comercio global moderno parece contribuir a la mezcla de las poblaciones de patógenos en Sudamérica y México.»
Ilustración esquemática de la fabricación y el mecanismo de la formulación de pesticidas coloidales. Crédito: Teng Guopeng
Un equipo de investigadores de los Institutos de Ciencias Físicas de Hefei de la Academia China de Ciencias ha desarrollado una innovadora formulación de pesticida que promete mejorar el control de plagas mientras prioriza la seguridad tanto para los cultivos como para el medio ambiente.
«Este nuevo pesticida coloidal representa una alternativa más amigable con el medio ambiente en comparación con los pesticidas tradicionales», dijo el Prof. Wu Zhengyan, quien lideró el equipo de investigación.
Los hallazgos de este estudio fueron publicados en ACS Nano.
Los pesticidas tradicionales a menudo enfrentan varios desafíos, incluyendo la aplicación desigual en las hojas de las plantas, la susceptibilidad a ser lavados por la lluvia y la rápida degradación bajo la luz solar. Además, los residuos químicos de estas formulaciones pueden representar riesgos ambientales.
En este estudio, el equipo diseñó una nueva formulación de pesticida que utiliza puntos de carbono modificados y partículas de carbonato de calcio como portadores de abamectina. Esta nueva fórmula mejora la adhesión a las hojas, resiste la degradación por la luz solar y proporciona una liberación gradual del ingrediente activo para una efectividad sostenida.
El éxito de esta nueva formulación radica en su estructura única. Los puntos de carbono (LysCDs) combinados con carbonato de calcio (CaCO₃) aumentan la capacidad del pesticida para contener más abamectina, aproximadamente 1.7 a 2.1 veces más que las formulaciones convencionales. Esto permite una mayor efectividad utilizando menos ingredientes activos.
Cuando el pesticida entra en contacto con el ambiente débilmente ácido de las hojas de las plantas, el carbonato de calcio se descompone, facilitando una liberación más rápida del pesticida y permitiendo un seguimiento más fácil a través de la fluorescencia emitida por los puntos de carbono.
Este mecanismo de «liberación controlada» asegura que el pesticida permanezca activo por más tiempo, incluso en condiciones desafiantes como la luz ultravioleta o la lluvia.
En pruebas realizadas en Plutella xylostella (palomilla de la col), una plaga agrícola común, la nueva formulación demostró un excelente control de plagas tanto en interiores como en exteriores. Lo más importante es que también minimiza el impacto ambiental. En comparación con los pesticidas tradicionales, esta nueva formulación mostró una toxicidad reducida para organismos no objetivo, como peces cebra y lombrices de tierra.
Además, una vez que el pesticida ha liberado su ingrediente activo, los materiales restantes se descomponen en sustancias inofensivas como iones de calcio (Ca²⁺), dióxido de carbono (CO₂) y puntos de carbono; reduciendo significativamente el riesgo de contaminación.
Quimcasa de México 