por Fintan Burke, Horizon: la revista de investigación e innovación de la UE
A fines de la cosecha de verano de 2013, los productores de olivos en la región de Puglia, en el sur de Italia, notaron que las hojas de varios de sus árboles se estaban volviendo marrones y sus brotes se marchitaban. El problema se extendió de un huerto a otro, a medida que más productores de olivos descubrieron que sus árboles se estaban secando y comenzando a morir.
Las pruebas genéticas confirmaron que estaban infectados con Xyella fastidiosa, una bacteria que se encontró originalmente en Estados Unidos. Pronto aparecieron brotes en todo el Mediterráneo, incluso brevemente hasta el norte de Alemania en 2016.
La bacteria se transmite principalmente por insectos chupadores de savia conocidos como chinches y francotiradores. A medida que los insectos se alimentan, la bacteria puede infectar los vasos que transportan agua y nutrientes alrededor de la planta, conocida como xilema. A medida que las bacterias destruyen el xilema, estrangula lentamente la planta.
«Estamos lidiando con una situación muy severa en el sur de Italia», dijo la Dra. Maria Saponari, del Instituto para la Protección Sostenible de las Plantas en Bari, Italia. Los investigadores europeos fueron tomados por sorpresa por la epidemia, explicó. «Cuando se descubrió la bacteria aquí, no había ningún centro de investigación en Europa que trabajara específicamente en este patógeno. Empezamos desde cero».
La enfermedad puede infectar una amplia gama de plantas, incluidos arbustos como la lechuga de la hoja de mirto y el romero, los robles y cultivos importantes como la lavanda. Los cultivos alimentarios, incluidos los cerezos, ciruelos y olivos, se encuentran entre las especies consideradas de alto riesgo .
En particular, el brote ha amplificado los problemas en el sector del aceite de oliva de Italia. En 2018, el país informó una caída del 57% en su cosecha de aceitunas en comparación con 2017, un mínimo de 25 años. Los investigadores culparon a una primavera helada seguida de una sequía de verano, que debilitó los olivos y los dejó aún más susceptibles a la infección.
El intenso clima de verano en el sur de Italia también puede haber facilitado la propagación de la enfermedad entre los olivos, ya que los insectos que transportan la bacteria buscan alimento en condiciones secas. «Aquí en verano, las aceitunas son las únicas plantas verdes que vemos», dijo el Dr. Saponari. «Las copas de los olivos, para ellos, son como un refugio para sobrevivir».
Si bien la enfermedad se ha encontrado en varios países de la UE, parece que ‘las cepas que se han importado en Córcega o en España son mucho menos agresivas que la cepa que se propaga en Puglia «, agregó el Dr. Saponari.
En respuesta, el Dr. Saponari lidera uno de los varios proyectos en toda Europa que buscan formas de frenar esta nueva amenaza para los cultivos de oliva de Europa y controlar su propagación. Su proyecto de actores XF está examinando la genética de los olivos para ver si algunas de las plantas tienen resistencia natural a Xyella fastidiosa que luego se puede utilizar para criar cultivos que son más resistentes contra la enfermedad.
Plantas fronterizas
Los investigadores del proyecto también están realizando experimentos de campo para analizar estrategias naturales para combatir la enfermedad, como el uso de arcilla de caolín como repelente de insectos. Otros están experimentando con ‘plantas fronterizas’ que se pueden cultivar alrededor de los olivares y otros cultivos importantes para alejar a los insectos portadores de bacterias de los cultivos, y ‘plantas centinelas’ como el mosto de la hoja de mirto que muestran síntomas de infección bacteriana antes. , permitiendo que se tomen medidas rápidamente para contener una infección.
También se espera que sea posible contener la enfermedad cortando las plantas infectadas, usando más insecticida o plantando cultivos que sean menos susceptibles a la cepa bacteriana.
La prioridad del equipo del proyecto radica en ayudar a la detección temprana y la contención de la enfermedad. Las inspecciones de campo y la nueva tecnología de imagen desarrollada por el proyecto de actores XF ya pueden predecir cómo se puede propagar la bacteria y cómo contenerla. Por ejemplo, una combinación de imágenes térmicas, trabajo de campo y espectroscopía ahora puede detectar infección en plantas y árboles antes de que aparezca cualquier síntoma.
Toda esta información se puede reunir para dar a las autoridades una mejor idea de en qué áreas es más probable que se propague la enfermedad, y dónde enviar a sus inspectores a continuación.
Hasta la fecha, el monitoreo y la predicción de brotes ha resultado difícil. Incluso rastrear los vectores de insectos portadores de enfermedades implica horas de barrer árboles y arbustos con redes entomológicas, y los científicos aún tienen que desentrañar exactamente cómo la bacteria pasa de los insectos a las plantas.
«(Las redes son) la mejor manera de atraparlas», dijo el profesor Alberto Fereres, un entomólogo con sede en el Instituto de Ciencias Agrícolas de España en Madrid. «No se sienten muy atraídos por las trampas de colores pegajosos. Se comunican por sonido: no usan los colores como señales visuales para encontrar sus plantas huésped «.
El profesor Fereres trabaja en el proyecto de actores XF mientras lidera otro proyecto destinado a combatir los patógenos de propagación de plagas en Europa, llamado POnTE . El profesor Fereres y su equipo esperan entender cómo los insectos transmiten enfermedades bacterianas como Xyella fastidiosa.
Su investigación está proporcionando algunas pistas tempranas para estrategias para detener la transmisión de la enfermedad. Uno implica introducir otras bacterias no dañinas en los insectos que dificultan la propagación de Xyella fastidiosa .
«Estos pueden hacer dos cosas: pueden tratar de suprimir la replicación de la bacteria ( Xyella ), (y) también pueden competir con las bacterias en el vector por los sitios de unión», explicó el profesor Fereres.
«(Este) sitio de unión es el lugar preciso donde el virus o la bacteria se une dentro de las partes bucales de los insectos», dijo el profesor Fereres.
Su equipo también está experimentando con péptidos antimicrobianos (pequeños trozos de proteína) y productos químicos que pueden interferir con la capacidad de las bacterias para permanecer dentro de los cuerpos de los insectos.
El proyecto está tratando de demostrar qué insectos pueden recoger la bacteria de una planta y cuáles pueden transferirla con éxito a otras plantas mientras se alimentan.
El equipo está llevando a cabo experimentos de laboratorio que colocan insectos infectados en las plantas en entornos controlados para que puedan determinar qué es exactamente lo que debe suceder para que los insectos transmitan las bacterias a otras plantas: ¿necesitan morder específicamente en el xilema o simplemente en otras partes de la planta? planta, por ejemplo.
La bacteria también podría afectar a cada especie de planta de manera diferente.
«No conocemos los determinantes genéticos que conducen a la infección de algunas especies de plantas y no de otras … que son genéticamente cercanas», dice la Dra. Anne Sicard del Instituto Nacional de Investigación Agronómica (INRAE) en Montpellier, Francia.
El Dr. Sicard lidera el proyecto XYL-EID , un esfuerzo conjunto entre INRAE, la Universidad de California Berkeley, EE. UU. Y el Consejo Nacional de Investigación de Italia, que está analizando el ADN de la bacteria para descubrir por qué ocurren tales diferencias.
Orígenes del brote
El proyecto está buscando genes involucrados en ayudar a las bacterias a adaptarse a nuevos entornos, y en particular lo que sucedió en el brote en Puglia. Han analizado 74 muestras de bacterias recolectadas de olivos infectados del área afectada mediante la secuenciación de cada uno de sus genomas.
Este trabajo ya ofrece algunas ideas prometedoras sobre el origen del brote. Todas las muestras son genéticamente muy similares entre sí, lo que confirma que el brote en Puglia es el resultado de la introducción y posterior establecimiento de una sola cepa de Xyella fastidiosa . También tenían una similitud genética con una cepa de la bacteria que se encuentra en las plantas de café en Costa Rica.
Pero si bien esta investigación puede proporcionar nuevas formas de combatir la enfermedad, es poco probable que la erradique, agregó el profesor Fereres.
«Tendremos que aprender a vivir con Xyella , pero también tendremos que desarrollar formas de contener la enfermedad tanto como sea posible y evitar situaciones como en el sur de Italia».