Un enfoque basado en ARN muestra resultados prometedores para el control del oídio en los rosales
El oídio es una de las enfermedades más comunes y persistentes que afectan a los cultivos ornamentales, incluidas las rosas. La enfermedad aparece como una capa blanca y polvorienta en las hojas, los tallos y las flores. La infección puede reducir la calidad de la planta al redirigir sus nutrientes hacia el hongo, interferir en la fotosíntesis y alterar el desarrollo de hojas y flores. Para los productores comerciales, el control del oídio suele requerir aplicaciones repetidas de fungicidas durante toda la temporada de cultivo.
Sin embargo, el control de la enfermedad es cada vez más difícil. Las poblaciones de oídio están desarrollando resistencia a los fungicidas más utilizados, y algunas opciones químicas se enfrentan a restricciones reglamentarias cada vez mayores. Como resultado, se necesitan nuevas formas sostenibles de proteger los cultivos ornamentales de esta dañina enfermedad.
Un proyecto de investigación dirigido por la Dra. Mary C. Wildermuth en la Universidad de California en Berkeley está explorando una solución innovadora: productos de biocontrol basados en ARN diseñados específicamente para atacar a los hongos del oídio. Con el apoyo de la Fundación Floral Estadounidense, el proyecto se centra en el oídio de los rosales y tiene como objetivo desarrollar una herramienta de control de enfermedades altamente específica que podría reducir la dependencia de los fungicidas tradicionales.

Figura: Rosa de té híbrida infectada con oídio, con un primer plano de una hoja infectada y un aumento de 20X que muestra las cadenas de nuevas esporas de oídio. Crédito de la foto: Kai U. Wu, laboratorio Wildermuth, UC Berkeley
El ARN es una molécula que se encuentra de forma natural en todos los organismos vivos. Los investigadores pueden utilizar moléculas de ARN especialmente diseñadas para interferir con genes esenciales de una plaga, evitando que crezca o se reproduzca. Debido a que estos productos están diseñados para ser altamente específicos para el gen de la plaga objetivo, tienen el potencial de afectar únicamente al organismo deseado con un impacto mínimo en los organismos benéficos y el medio ambiente. Las aprobaciones recientes de la EPA de EE. UU. de bioproductos basados en ARN para plagas agrícolas demuestran un interés creciente en esta tecnología.
Durante el primer año del proyecto, el equipo de investigación estableció un sistema de rosal y oídio que les permitirá evaluar tratamientos potenciales de ARN en condiciones controladas. El equipo aisló el oídio de rosales de té híbridos infectados y desarrolló sistemas de invernadero y cámara de cultivo para mantener tanto la enfermedad como las variedades de rosales susceptibles para las pruebas.
Un enfoque principal del Año 1 fue la identificación de los genes fúngicos que podrían servir como blancos eficaces para el control basado en ARN. Para lograrlo, los investigadores estudiaron cómo se desarrolla el hongo del oídio y qué genes se vuelven activos en diferentes etapas de la infección. Al comparar el crecimiento del hongo en las hojas de las plantas y en superficies artificiales, el equipo obtuvo una mejor comprensión de los genes que son especialmente importantes durante las primeras etapas del desarrollo de la enfermedad.
Utilizando esta información, los investigadores priorizaron un grupo de genes que parecen ser fundamentales para la supervivencia, el crecimiento y la reproducción del hongo. Varios de estos objetivos están involucrados en la forma en que el hongo obtiene nutrientes y energía, mientras que otros ayudan a regular procesos biológicos clave. Seis de los objetivos seleccionados ya se han mostrado prometedores en estudios previos con otras especies de oídio, en los que el silenciamiento de los genes redujo el crecimiento y la reproducción del hongo. Además, el equipo identificó otros 15 genes candidatos para futuras pruebas.
Los investigadores también están trabajando para garantizar que los futuros productos de ARN sigan siendo eficaces contra diferentes cepas del oídio del rosal. Se han recolectado muestras de múltiples lugares y se realizarán recolecciones adicionales en centros de producción comercial. Esta información ayudará al equipo a diseñar moléculas de ARN que puedan funcionar en una variedad de poblaciones de oídio.
El desarrollo de ensayos de detección de enfermedades es otro objetivo importante del Año 1 para el proyecto. Estos permiten a los investigadores evaluar si un tratamiento de ARN en particular es capaz de limitar el crecimiento y/o la reproducción del oídio y optimizar los métodos de aplicación y las tasas de tratamiento. Incluyen ensayos de germinación/desarrollo de esporas, de hojas de rosal desprendidas y de plantas enteras de oídio. Estos estudios ayudarán a identificar los candidatos de ARN más prometedores antes de pasar a pruebas a mayor escala.
De cara al futuro, el proyecto continuará identificando y probando objetivos genéticos adicionales mientras evalúa la efectividad de los tratamientos de ARN en entornos de invernadero. Durante el segundo año, los investigadores planean comenzar a probar productos de ARN seleccionados en entornos de floricultura comercial con socios de la industria.
El impacto potencial de este trabajo se extiende más allá de las rosas. Debido a que los genes del oídio tienden a estar altamente conservados entre especies, los objetivos exitosos identificados en las rosas podrían adaptarse potencialmente para su uso en otros cultivos ornamentales. Algunos de los mismos objetivos pueden incluso resultar útiles para el tratamiento basado en ARN de otras enfermedades ornamentales importantes, como el mildiú velloso. A largo plazo, el conocimiento generado a través de esta investigación también podría ayudar a los obtentores a desarrollar variedades ornamentales con una resistencia mejorada a las enfermedades.
A medida que la resistencia a los fungicidas sigue desafiando a los agricultores, las tecnologías basadas en ARN pueden ofrecer una nueva herramienta para el manejo de enfermedades que está altamente dirigida, es ambientalmente compatible y es capaz de proteger la calidad y la comercialización de los cultivos ornamentales.
Por Mary C. Wildermuth, UC Berkeley, y Laura Barth, coordinadora de investigación de AFE
