El proyecto, dirigido por el profesor Hugo Mélida, del Departamento Ingeniería y Ciencias Agrarias, permite comprender mejor cómo las plantas se defienden de los patógenos, y sienta las bases para el desarrollo de soluciones innovadoras y sostenibles en la protección de cultivos.
Los hallazgos en los que han participado universidades de España, Estados Unidos, Alemania y República Checa, han sido publicados en las revistas científicas The Cell Surface y The Plant Cell
En un esfuerzo por mejorar la resistencia de las plantas a las enfermedades fúngicas y contribuir a la sostenibilidad agrícola, investigadores de la Universidad de León (ULE) han realizado importantes avances en el estudio de la inmunidad vegetal. Bajo la dirección del profesor Hugo Mélida, el equipo ha publicado recientemente dos estudios clave que arrojan luz sobre el papel de la pared celular y los tricomas en la defensa de las plantas.
Las plantas están continuamente expuestas a estreses bióticos y abióticos que amenazan su supervivencia y su producción. Se estima que entre el 20 y el 40% de la producción agrícola mundial se pierde debido a plagas y enfermedades. Comprender los mecanismos de resistencia complejos y eficientes que las plantas han desarrollado para defenderse es esencial para el desarrollo de nuevas tecnologías agrícolas sostenibles.
La línea de investigación ‘Inmunidad Vegetal Inducida por Glicanos’ del Grupo de Investigación Reconocido FISIOVEGEN, se centra en cómo las plantas detectan de manera temprana la presencia de patógenos, un hecho fundamental para que sean capaces de defenderse con éxito frente a enfermedades. “Un elemento crucial en este proceso es la pared celular, una estructura que rodea tanto las células vegetales como las de sus patógenos microbianos y que en los últimos años se ha desmarcado como un aspecto fundamental en las interacciones planta-patógeno”, explica el investigador Hugo Mélida. “El estudio de esta estructura es vital, ya que su composición puede influir en la capacidad de la planta para defenderse”. El desconocimiento de este aspecto en los patógenos fúngicos de las plantas llevó a este grupo de investigación a solicitar financiación al Ministerio de Ciencia e Innovación para llevar a cabo estudios en este campo.
En el primer estudio, publicado en la revista científica The Cell Surface, el equipo caracterizó la composición de la pared celular de 18 especies fúngicas, muchas de ellas patógenos severos para los cultivos. Esta investigación, realizada en colaboración con instituciones nacionales (Universidad Politécnica de Madrid) e internacionales (Universidad de Riverside California EEUU), sienta las bases para futuras exploraciones en este campo.
La segunda investigación, publicada en The Plant Cell y destacada en la portada del número de abril de 2024, se realizó en colaboración con universidades de Alemania y la República Checa. “Este estudio se enfocó en los tricomas, -señala Mélida-, pequeños apéndices epidérmicos de las plantas que, aunque apenas visibles a simple vista, juegan un papel significativo en la defensa contra patógenos. Se descubrió que la pared celular de los tricomas es fundamental en la resistencia a enfermedades fúngicas”.
Agricultura más sostenible
Estas investigaciones forman parte del proyecto “Estudio del papel de la pared celular en las interacciones planta-hongo” (PID2020-120364GA-I00), financiado con 157.300 euros por el Ministerio de Ciencia e Innovación y cuyo plazo de ejecución concluirá en mayo de 2025. Los resultados obtenidos “no solo amplían nuestro conocimiento sobre las interacciones planta-patógeno, sino que también abren la puerta al desarrollo de tecnologías para la protección de cultivos, basadas en el conocimiento generado en el laboratorio”, asegura Hugo Mélida que ha trabajado en la investigación publicada en la revista The Cell Surface, junto a los investigadores Jorge Peláez, María Fuertes, Sara I. Yugueros y Asier Largo. “El objetivo final es crear productos ecológicos y sostenibles, aprovechando residuos de otras industrias y promoviendo el concepto de economía circular”.
Los estudios han demostrado la importancia de las matrices extracelulares en las interacciones planta-hongo. El análisis detallado de la pared celular de los patógenos ha revelado una variedad de componentes que las plantas podrían haber evolucionado para detectar como señales de peligro. Además, la investigación sobre los tricomas ha subrayado su papel crucial en la defensa vegetal. Ambos trabajos establecen una base sólida para futuras investigaciones en la Universidad de León y en instituciones colaboradoras, prometiendo innovaciones que beneficiarán al sector agrícola y contribuirán a una agricultura más sostenible y respetuosa con el medio ambiente.
