El escudo verde que busca salvar la alubia de La Bañeza

Las enfermedades de origen bacteriano y fúngico representan uno de los principales desafíos para la agricultura actual, con pérdidas que pueden alcanzar hasta el 40% de la producción. Un ejemplo crítico es la alubia, un cultivo de gran relevancia económica y social para la provincia de León, especialmente para La Bañeza. En consecuencia, el grupo de investigación Fisiología y Biotecnología de las Plantas (Fisiovegen) de la Facultad de Ciencias Biológicas y Ambientales de la Universidad de León busca desarrollar soluciones sostenibles para reforzar la armadura de las plantas frente a enfermedades bacterianas.

El estudio, financiado por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, la Agencia Estatal de Investigación y la Unión Europea, se centra en comprender cómo las plantas se defienden frente a patógenos para diseñar nuevas estrategias sostenibles para proteger los cultivos. Para ello, la investigación buscará determinar las causas de la susceptibilidad de la alubia común (Phaseolus vulgaris), específicamente la variedad riñón, frente a la enfermedad conocida como ‘grasa de la alubia’, provocada por la bacteria ‘pseudomonas syringae’.

“Esta patología afecta de manera creciente a diversas variedades. El problema radica en que, aunque existen cultivos resistentes, estos suelen presentar una baja productividad, lo que se traduce en importantes pérdidas económicas. Este escenario es especialmente crítico en la variedad riñón, una alubia blanca típica de la provincia de León, cuya vulnerabilidad amenaza la viabilidad de su producción. Por ello, nuestro estudio busca establecer los factores clave que condicionan la susceptibilidad de las plantas a las infecciones. Nuestro estudio se centra en la pared celular, la estructura más externa de las células vegetales y la primera línea de defensa —o ‘armadura’— que un patógeno debe sortear para infectar el tejido”, explica Asier Largo, científico que lidera la investigación.

Según Largo, investigaciones previas “han demostrado que las alteraciones en el metabolismo de la pared celular influyen directamente en la tolerancia frente a agentes bióticos”. “Utilizando el modelo experimental Arabidopsis thaliana —una planta no hospedadora para ciertos patógenos—, observamos que la deficiencia en proteínas específicas denominadas inhibidores de pectinmetilesterasa (PMEI) alteraba el metabolismo de la pared. Aunque esta planta presenta una resistencia natural frente a dichos patógenos, la ausencia funcional de estos inhibidores la volvía susceptible a la infección. Estos hallazgos sugieren que la regulación metabólica de los componentes de la pared celular es una estrategia determinante en los mecanismos de resistencia vegetal”, recalca. Por ello, el primer objetivo del proyecto será discernir qué componentes de la pared tienen algún papel en la resistencia a este patógeno.

La investigación posee una proyección aplicada centrada en el uso de compuestos naturales, específicamente los derivados del té verde. “Esta planta es rica en catequinas, compuestos fenólicos que actúan como inhibidores químicos de la pectinmetilesterasa (PME). Estos metabolitos desempeñarían una función análoga a la de los inhibidores proteicos (PMEI) cuya ausencia observamos en las líneas susceptibles de Arabidopsis. En esencia, los compuestos del té verde podrían suplir la carencia de estas proteínas, mimetizando el mecanismo de defensa natural y reforzando la estructura de la pared celular frente a la infección bacteriana. El té verde se consume mucho y genera una gran cantidad de residuos. De hecho, ya hay varias publicaciones que indican que en esos restos hay gran cantidad de catequinas, por lo que nosotros planteamos la posibilidad de recuperar esos residuos para generar unos tratamientos aplicables en plantas, fundamentalmente para alubias, que puedan aplicarse en campo para generar resistencia a este patógeno”, expone el experto riojano.

A pesar de las buenas previsiones, el científico es cauteloso y asegura que “aplicar el té verde tal cual puede ser un poco como ‘matar moscas a cañonazos’”, ya que es un tratamiento potente, pero debe ser preciso. “Nuestro planteamiento actual es probar estos extractos tanto en el laboratorio como directamente en el campo. Queremos ver exactamente cómo aplicarlos y, sobre todo, observar qué efectos producen en la planta. No se trata solo de usarlo, sino de ajustar la puntería para que el tratamiento sea efectivo sin alterar el equilibrio de la alubia”, avanza Largo.

“Para conseguir los compuestos del té verde, compramos muestras que sean puras, hacemos una infusión con ella y obtenemos un residuo donde hay presentes varios extractos. Estos son caracterizados para cuantificar el número de catequinas y determinar los tipos. Aquellos con mayor presencia de catequinas serán seleccionados para aplicar en plantas y determinar si protege frente a este patógeno”, añade.

Por otro lado, el equipo tiene otro importante reto que será esclarecer cuáles son los factores de la pared celular que tienen un rol en esta resistencia. En este aspecto, el riojano asegura que “nos encontramos en una etapa muy inicial y a lo largo de los tres años que dure el proyecto, estaremos tratando este tema”.

“A veces damos por hecho que lo sabemos todo sobre la pared celular, pero la realidad es otra. Aunque conocemos bien sus piezas y de qué están hechas, lo que todavía se nos escapa es el ‘diálogo’ entre ellas: cómo interactúan y qué papel juega cada una cuando la planta sufre estrés. El gran desafío es que la pared celular no es una estructura rígida, sino un enorme y complejo enredo de polisacáridos. La celulosa es el componente más famoso, pero hay muchísimos más trabajando a la vez. El problema es que, en cuanto intentas modificar algo a nivel metabólico, toda la red reacciona y cambia por completo. Es como un castillo de naipes: si tocas una carta, todas las demás se mueven, y discernir cuál de esos cambios es el que realmente ayuda a la planta es una tarea muy difícil. Por eso, si logramos convertir estos descubrimientos en tratamientos reales para el campo, habremos conseguido un verdadero hito”, asegura el investigador.

Previsiones y colaboraciones

En esta primera etapa, el grupo trabaja con diferentes líneas que presenta deficiencias en distintas proteínas y han podido observar que los cambios a nivel celular varían en cada caso, por lo que sugiere que no existe una única estrategia de defensa, sino que la planta puede activar varias rutas distintas para protegerse.

“Nuestra intención es profundizar en qué componentes de la célula participan y qué tipo de respuestas activan. Sin embargo, un avance de este calibre no se consigue en solo tres años; es un trabajo a largo plazo”, recalca.

Para lograr la aplicabilidad de la investigación, el estudio abordará el reaprovechamiento de los residuos de té verde, si bien aunque los resultados logren un producto apto para el mercado, la aplicación o la obtención de estas catequinas a gran escala será difícil porque encarece el proceso.

“Mi meta final es el desarrollo de una alubia, similar a la actual, pero que sean resistentes a este patógeno. Existen diferentes estrategias, pero mi apuesta es la obtención de plantas por edición génica, aceptada en Europa para cultivar en el campo. Si somos capaces de editar y generar una activación de estos genes para darle una resistencia al patógeno. Sin embargo, esto al final conlleva muchos años de investigación”, avanza el experto.

En el estudio, el investigador está colaborando activamente con la Indicación Geográfica Protegida (IGP) Alubia de La Bañeza-León para aprovisionarse de semillas libres de patógenos. “Nosotros tenemos en el laboratorio muchas cámaras de crecimiento, pero suponen un reto el traslado al campo. Uno de los desafíos que plantea este patógeno es que infecta una semilla y es capaz de transmitirlo de generación en generación, por lo que se generan pérdidas continuas, ya que la calidad de la semilla es peor. Ante este problema, la IGP está realizando un gran esfuerzo en obtener semillas lo más limpias posibles y esto es primordial para que nosotros podamos investigar”, relata Asier Largo.

Además de la IGP, el científico tiene previstas otras dos colaboraciones internacionales con Susana Sáez Rivera, científica de la Universidad Andrés Bello de Chile y experta en estas proteínas, y Laura Bacete, científica de la Universidad de Umea de Suecia y experta en los cambios mecánicos de la pared celular.