Plantas parásitas pueden formar armas a partir de los genes robados de sus anfitriones
14 diciembre 2016 - 03:45
Las malas hierbas parásitas pueden ser capaces de robar los genes de las plantas que están atacando y luego usar esos genes en contra de la planta huésped, según un equipo de científicos.
En un estudio, los investigadores detectaron 52 incidencias de la transferencia de ADN no sexual -conocida como la transferencia horizontal de genes, o HGT- a partir de una planta huésped a los miembros de una familia de plantas parásitas conocidas como jopo (familia Orobanchaceae), dijo Claude DePamphilis, profesor de biología en la Universidad de Penn State. Los genes transferidos luego se convierten en funcionales en las especies parásitas. Aunque se considera poco común en otras especies de plantas y complejos, la HGT puede así ocurrir en algunas plantas parásitas, una idea que podría conducir a mejores métodos de control de las plantas parásitas que amenazan la agricultura, agregó.
"Estas plantas parásitas que estudiamos de la familia jopo incluyen algunas de las malas hierbas agrícolas más devastadoras del mundo", dijo DePamphilis. "El descubrimiento HGT es realmente parte de nuestro esfuerzo para tratar de entender mejor cómo las plantas parásitas trabajan y la mejor forma en que podemos controlarlas. Nuestra esperanza es que podemos utilizar esta información para encontrar las mejores estrategias para generar una raza de plantas anfitrionas resistentes".
Los investigadores, que publicaron sus hallazgos (el 24 de octubre) en la edición de Actas de la Academia Nacional de Ciencias, sugieren que la transferencia podría aumentar la capacidad de la planta parásita de invadir a sus anfitriones y superar las defensas del huésped para hacer frente y tratar de evitar amenazas. La HGT también puede ayudar a reducir el riesgo de infección para las plantas parásitos.
Mientras la transferencia horizontal de genes en especies menos complejas, como las bacterias, son comunes, la mayor evolución en organismos más complejos es impulsada por el intercambio sexual de ADN, junto con la mutación y la selección natural. Sin embargo, los investigadores sugieren que las estrechas conexiones de alimentación de las plantas parasitarias con sus anfitriones pueden aumentar las posibilidades de genes intactos que viajan desde el huésped al genoma del parásito en el que puede convertirse rápidamente funcional.
"Las plantas parásitas parecen tener una mucho mayor tasa de transferencia horizontal de genes que las plantas no parasitarias y creemos que esto es debido a su conexión muy íntima con su anfitrión", dijo DePamphilis.
Las raíces de la planta parásita entran en contacto con el anfitrión, y luego comienzan a extraer agua, azúcares, nutrientes minerales y ácidos nucleicos, incluyendo el ADN y el ARN, añadió.
"Por lo tanto, están robando los genes de sus plantas huéspedes, lo incorporan en el genoma y luego convierten esos a genes de vuelta, muy a menudo, como un arma contra el anfitrión", dijo DePamphilis.
Los agricultores de todo el mundo luchan con estos tipos de plantas parásitas, que son tan numerosas en algunas zonas del mundo, y que se convierten en una fuente importante de pérdida de cosecha. En el África subsahariana, por ejemplo, la estrige -o grama del norte- es una de las fuentes más perjudiciales de la pérdida de la agricultura, de acuerdo con DePamphilis.
La investigación futura puede investigar el mecanismo de la transferencia horizontal de genes para ayudar a diseñar la mejora de las defensas de las plantas contra ataques parasitarios, dijo DePamphilis.
La Fundación Nacional de Ciencias, el Instituto Nacional de Proyectos del Departamento de Agricultura de Estados Unidos Agricultura y la Alimentación y el Instituto Huck de las Ciencias de la Vida apoyaron este trabajo.