Investigadores de la Academia China de Ciencias han hecho un importante descubrimiento en el campo de la resistencia de las plantas, revelando un novedoso mecanismo inmunológico en el trigo que podría transformar las prácticas agrícolas. En un estudio publicado en la revista Science, liderado por el profesor Liu Zhiyong, se ha identificado una asociación clave entre dos proteínas, WTK3 y WTN1, que permiten al trigo combatir la invasión de patógenos, especialmente hongos.
Mecanismos de defensa en el trigo
El equipo de investigación ha demostrado que WTN1, un tipo de proteína NLR (Receptor de Nucleotide-binding Leucine-rich repeat), colabora con el quinasa tándem WTK3 para detectar efectores patogénicos y activar las respuestas inmunitarias. Esta interacción no solo confiere resistencia a diversas enfermedades fúngicas, como el mildiu y el blast del trigo, sino que también establece un nuevo paradigma en la cooperación entre quinasas tándem y proteínas NLR en la resistencia a enfermedades.
Las proteínas quinasa tándem (TKPs) son una clase reciente de proteínas de resistencia a enfermedades en cultivos de trigo y cebada. Estas proteínas, que se caracterizan por tener dos o más dominios quinasa dispuestos en tándem, son cruciales para la defensa contra patógenos como el tizón de la paja y el mildiu. En investigaciones anteriores, el grupo de Liu ya había logrado clonar genes de resistencia al mildiu de amplio espectro, como Pm24 (WTK3), provenientes de variedades de trigo chinas.
A pesar de estos avances, persisten interrogantes sobre cómo las quinasas tándem identifican los efectores patogénicos y cómo se activan las respuestas inmunitarias en los cultivos. A través de un enfoque multidisciplinario que incluye análisis genéticos y estudios evolutivos, el equipo ha logrado esclarecer el papel fundamental de WTN1 en la vía de resistencia mediada por WTK3.
El modelo propuesto por los investigadores sugiere que, una vez que se detecta la invasión del patógeno, el complejo WTK3-WTN1 se activa rápidamente, formando un canal iónico que permite la entrada de iones de calcio (Ca²⁺). Esto desencadena respuestas hipersensibles y la muerte celular programada, mecanismos que son esenciales para la defensa de la planta.
Además, se ha logrado introducir el gen Pm24 en variedades de trigo de alto rendimiento mediante técnicas de retrocruzamiento y selección asistida por marcadores. Estas nuevas variedades, resistentes a enfermedades, se están distribuyendo gratuitamente a instituciones nacionales para su uso en programas de mejora genética.
Los hallazgos de este estudio son de vital importancia para abordar la escasez de genes de resistencia de amplio espectro en las principales regiones productoras de trigo de China. Se espera que esta investigación no solo establezca una barrera genética contra el blast del trigo, sino que también proporcione un apoyo teórico y técnico esencial para el desarrollo agrícola sostenible.
