El reto de la enfermedad de la pudrición blanda en las plantas

La enfermedad de la pudrición blanda es un problemón para las plantas, causado principalmente por bacterias. Dos grupos principales de estas bacterias son Pectobacterium y Dickeya. Pectobacterium está entre las 10 bacterias más dañinas para las plantas y afecta sobre todo a las papas, plantas decorativas y cultivos de verduras. Diferentes tipos de Pectobacterium pueden causar esta enfermedad, como P. brasiliense, P. atrosepticum y varios más. Entre estos, P. brasiliense destaca porque infecta una gran variedad de plantas en todo el mundo.

Esta bacteria en particular fue descubierta por primera vez en Brasil, ligada a una enfermedad conocida como pierna negra en las papas. Al principio, se le llamó Erwinia carotovora subsp. brasiliensis, pero estudios posteriores mostraron que debería clasificarse como su propia especie. Los investigadores encontraron que las especies de Pectobacterium a menudo infectan la misma planta al mismo tiempo e interactúan entre sí de diferentes maneras. Algunas de estas interacciones implican competencia, mientras que otras implican cooperación o convivencia sin afectar a los demás.

Antes de 2013, las principales bacterias que causaban problemas en Europa Occidental eran Dickeya spp. y P. atrosepticum. Después de que se introdujo P. brasiliense en esta área, se convirtió rápidamente en el patógeno dominante, encontrándose en la mayoría de las plantas que muestran síntomas de enfermedad de pierna negra. Esta bacteria tiene tipos específicos que prefieren ciertas plantas. También es capaz de hacer infecciones ocultas donde no muestra síntomas inmediatos. Nuevos tipos de P. brasiliense continúan apareciendo, mostrando que pueden cambiar y adaptarse con el tiempo. Estudios recientes han mostrado que la composición genética de estas bacterias aún no se captura completamente.

#Mecanismos de Evolución Bacteriana

Las bacterias cambian y evolucionan de varias maneras, incluyendo mutaciones y transferencia de material genético entre ellas. Esto puede ocurrir a través de pequeños círculos de ADN conocidos como Plásmidos o a través de virus llamados bacteriófagos. Muchas especies del grupo Pectobacterium han sido estudiadas, revelando que a menudo tienen signos mínimos de plásmidos independientes. Sin embargo, métodos recientes predijeron que otras muestras contenían plásmidos, sugiriendo que juegan un papel en las características de las bacterias.

Algunos fagos pueden insertarse en el genoma bacteriano en un proceso llamado lisogenia, formando lo que se conoce como Profagos. Los investigadores encontraron estos profagos en algunas muestras de Pectobacterium, mostrando que podrían tener un papel significativo en las funciones de las bacterias, permitiéndoles resistir antibióticos e influir en su capacidad para infectar plantas. Entender el papel de estos profagos es crucial para captar cómo estas bacterias evolucionan con el tiempo y cómo se propagan en la naturaleza.

Durante la investigación en los Países Bajos entre 2016 y 2018, se encontraron dos grupos principales de P. brasiliense: un grupo que podía causar pierna negra y otro que no. A pesar de que se pensaba que algunas de estas bacterias no causaban daño, estudios posteriores revelaron que podrían llevar a síntomas de pierna negra en plantas. La aparición de nuevas cepas de P. brasiliense que evaden las pruebas diagnósticas actuales muestra una tendencia preocupante, lo que hace necesario combinar datos locales y globales sobre estas bacterias para un mejor entendimiento.

#El Auge de P. brasiliense

A partir de 2013, P. brasiliense se convirtió en el principal problema en los Países Bajos, ocupando el rol que antes tenía Dickeya spp. Inspecciones recientes encontraron que aproximadamente el 95% de las plantas infectadas llevaban P. brasiliense. De 2018 a 2020, los científicos recogieron muestras de plantas de papa tanto enfermas como sanas en los Países Bajos, clasificándolas según su capacidad para causar pierna negra. Algunas cepas que se pensaba que eran seguras en realidad causaron la enfermedad, señalando fallas en los métodos de diagnóstico existentes.

Además, se encontraron múltiples tipos de Pectobacterium en las mismas plantas infectadas durante las inspecciones. Para aprender más sobre estas cepas recién identificadas y su relación con las existentes, los investigadores secuenciaron 58 aislamientos de los Países Bajos. Esto incluyó un subconjunto de P. brasiliense, y utilizaron una gran colección de datos genómicos para analizar la diversidad dentro del género Pectobacterium.

#La Creciente Base de Datos de Pectobacterium

Para estudiar las diferencias entre las bacterias, los científicos compararon secuencias genómicas. Descubrieron una cantidad significativa de variación genética dentro de P. brasiliense, destacando que las cepas podían diferir enormemente entre sí. La investigación mostró que los tipos que causan pierna negra tenían genomas más grandes en comparación con aquellos que no causaban la enfermedad, insinuando que el tamaño del genoma podría relacionarse con sus efectos dañinos.

Usando más de 450 genomas de diversas especies de Pectobacterium, los investigadores crearon una base de datos integral de información genética. Esta base de datos permitió un análisis más profundo de los genes y posibles funciones entre diferentes cepas. Encontraron que mientras ciertos genes estaban presentes de manera consistente (genes centrales), muchos otros variaban enormemente entre diferentes cepas (genes accesorios). Esto sugiere una evolución continua dentro de estas bacterias, con la capacidad de adquirir nuevas características con el tiempo.

Al observar específicamente las cepas que causan pierna negra, se identificó un ancestro común entre las diferentes cepas de P. brasiliense. Esto muestra que a pesar de ser diferentes en ciertas características, pueden haber compartido una raíz común. Al analizar también la presencia de profagos, los investigadores pudieron ver cómo estos elementos móviles contribuyeron a la diversidad genética de las bacterias.

#Profagos y Su Rol

Los profagos son un aspecto importante de la evolución bacteriana. En el genoma de Pectobacterium, los investigadores encontraron una gran cantidad de estos profagos. Estas secuencias provienen de virus que se han insertado en el ADN bacteriano y pueden proporcionar varios beneficios. Por ejemplo, los profagos pueden ayudar a las bacterias a resistir antibióticos y mejorar su capacidad para causar enfermedades.

Los estudios revelaron que alrededor del 99.7% de los genomas analizados contenían profagos. Estos elementos genéticos móviles contribuyeron significativamente al tamaño y complejidad del pangenoma de Pectobacterium. La presencia de estos profagos también destacó el alto nivel de flexibilidad genética de las bacterias, mostrando cómo pueden adaptarse a su entorno.

Los investigadores notaron que las cepas que causan pierna negra tenían significativamente más profagos que las que no causaban la enfermedad, lo que podría explicar algunas de las diferencias en el tamaño del genoma. Esto sugiere que la capacidad de adaptarse y cambiar rápidamente es crucial para la supervivencia de estas bacterias en el competitivo entorno de las plantas.

#Diversidad de Profagos entre P. brasiliense

Algunos profagos encontrados en las cepas que causan pierna negra mostraron patrones únicos de presencia, indicando que podrían cumplir funciones especiales dentro de estas cepas. Los investigadores identificaron grupos de profagos que eran comunes a linajes específicos de P. brasiliense. Este agrupamiento les permitió ver conexiones entre diferentes cepas y cómo podrían competir o cooperar entre sí.

En algunos casos, los profagos mostraron evidencia de ser transferidos de una cepa a otra, indicando interacciones entre cepas. Esta transferencia de genes puede potenciar las habilidades de las bacterias, permitiéndoles prosperar de manera más efectiva en sus entornos.

Con 436 grupos de profagos distintos identificados, los investigadores pudieron obtener información sobre cómo estos profagos contribuyen al acervo génico bacteriano. Descubrieron que algunos profagos se dirigían a especies específicas de Pectobacterium, mientras que otros tenían un rango más amplio que afectaba a múltiples especies. Esta información es valiosa para entender cómo estas bacterias evolucionan e interactúan con su entorno.

#La Importancia del Monitoreo Continuo

El estudio continuo de P. brasiliense y su naturaleza cambiante subraya la necesidad de un monitoreo constante y actualización de pruebas diagnósticas. A medida que estas bacterias evolucionan rápidamente, las pruebas tradicionales pueden volverse inadecuadas. Por lo tanto, actualizar los métodos de prueba para mantenerse al día con los cambios bacterianos es esencial.

La investigación enfatiza la necesidad de una estrategia adaptable para rastrear y entender estos patógenos en varios entornos, permitiendo un mejor control y manejo de las enfermedades de pudrición blanda en las plantas. Esto requiere colaboración entre diferentes regiones y el intercambio continuo de datos.

En resumen, la enfermedad de la pudrición blanda presenta serios riesgos para los cultivos debido a la evolución y propagación de bacterias como P. brasiliense. Los profagos juegan un papel clave en esta dinámica, aumentando la diversidad genética y la adaptabilidad. La investigación y el monitoreo continuos son vitales para anticiparse a posibles brotes y gestionar estos patógenos eficazmente.

#Conclusión

Es evidente que P. brasiliense y otras bacterias relacionadas son organismos complejos que evolucionan continuamente. Su capacidad de adaptarse a través de mecanismos como los profagos contribuye significativamente a su éxito como patógenos de plantas. Entender estas dinámicas no solo ayuda a lidiar con los problemas de plagas existentes, sino que también nos prepara para futuros desafíos. Los esfuerzos de monitoreo y la investigación serán cruciales para desarrollar estrategias efectivas para proteger los cultivos y mantener la salud agrícola.