La Universidad Politécnica de Madrid Nuevos bioplaguicidas no contaminantes para combatir enfermedades de las plantas

Con el objetivo de encontrar nuevas estrategias moleculares y nuevos bioproductos que mejoren los mecanismos de defensa de las plantas de manera sostenible, un equipo de investigadores del Centro I+D+i de Biodiversidad y Desarrollo Sostenible (CBDS) de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), en colaboración con el Instituto de Ciencias Agrarias (ICA) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha demostrado que el uso de extractos naturales basados en aceites esenciales produce cambios en la memoria inmune de las plantas, que adquieren nuevas propiedades que incrementan su tolerancia frente a enfermedades de alto impacto. Estos efectos epigenéticos inducidos perduran en el tiempo, manteniendo el genoma de las células intacto pero alerta. Los resultados, aplicados a plantas de tomate, han sido publicados en la revista Frontiers in Plant Science.

El uso de productos naturales y no contaminantes en el entorno agrícola y forestal es desde el año 2018 una prioridad dentro de las estrategias de la Comunidad Europea. Asimismo, la búsqueda de nuevos bioplaguicidas activos y no contaminantes para combatir enfermedades vegetales de alto impacto constituye un área de investigación esencial. En este contexto, la alteración epigenética en las plantas utilizando productos naturales puede convertirse en una herramienta sostenible e inocua para que las plantas adquieran nuevas propiedades que las haga más tolerantes a enfermedades. Esta es la línea de trabajo que han seguido investigadores de la UPM y el CSIC, el uso de la epigenética como una herramienta ecosostenible en el campo de la fitopatología.

La epigenética es un mecanismo natural que permite modificar la memoria vegetal sin alterar el genoma. Las plantas, debido a su exposición a condiciones de crecimiento cambiantes y a menudo desfavorables, son expertas en regulación epigenética ya que les ayuda a sobrevivir. En el laboratorio liderado por Marta Berrocal-Lobo, investigadora del CBDS y la ETS de Ingeniería de Montes, Forestal y del Medio Natural de la UPM, se estudian y caracterizan los efectos epigenéticos de diversos productos naturales sobre las células vegetales, sin alterar su genoma, pero adquiriendo una inmunidad mejorada. Unos de estos productos naturales son los aceites esenciales procedentes de distintas especies de plantas aromáticas. Investigadores del Instituto de Ciencias Agrarias del CSIC, liderados por Azucena González Coloma, han caracterizado el potencial bioplaguicida de los aceites esenciales procedentes de distintas especies de plantas aromáticas, en particular, de la Artemisia absinthium, una planta aromática ancestral, usada ya en Egipto por sus propiedades curativas, y empleada también en la industria alimentaria.

Los análisis realizados en la UPM indican que el aceite esencial de Artemisia absinthium, es capaz de producir cambios epigenéticos en plantas de tomate, incrementando su tolerancia a la enfermedad causada por Fusarium oxysporum sp., un hongo altamente virulento que causa grandes pérdidas en numerosas especies, tanto hortícolas como forestales. Los resultados han demostrado que el aceite esencial de Artemisia absinthium es capaz de producir cambios en el ADN, sin alterar su secuencia, pero cambiando los niveles de expresión de proteínas que producen cambios epigenéticos y modifican los patrones de metilación del tomate, adquiriendo una memoria inmune mejorada frente a Fusarium sp. respecto a las plantas no tratadas con el aceite.

En opinión de Marta Berrocal-Lobo, investigadora que ha liderado el trabajo: “Estos resultados permitirán ahondar en el conocimiento que tenemos sobre los efectos epigenéticos de estos y otros productos naturales para mejorar la memoria inmune de las plantas. La epigenética dirigida, mediante el uso de productos naturales, podría constituir una nueva herramienta para la aplicación de infinidad de productos naturales en diferentes especies vegetales y con muy diverso interés, tanto industrial como medioambiental. Además, serviría para disminuir el uso de contaminantes de suelo y agua contribuyendo a la seguridad alimentaria y a la práctica agroforestal eco-sostenible.”

Serine Soudani, César Poza-Carrión, Noelia de la Cruz Gómez, Azucena González-Coloma, Mª Fé Andrés, Marta Berrocal-Lobo; Essential Oils Prime Epigenetic and Metabolomic Changes in Tomato Defense Against Fusarium oxysporum. Frontiers in Plant Science, March 2022. https://doi.org/10.3389/fpls.2022.804104