¿Cómo consigue propagarse la plaga de la mosca blanca del tabaco?

Autor | Ye Lushu

Aunque las plantas no se mueven, todavía pueden responder adecuadamente cuando se encuentran con plagas y enfermedades: como la liberación de ácido jasmónico (JA, ácido jasmónico) o ácido salicílico (SA, ácido salicílico) para producir las correspondientes proteínas resistentes a enfermedades / resistentes a insectos, etc. Espere. La vía iniciada por la secreción de ácido jasmónico es principalmente para plagas; la vía iniciada por ácido salicílico es para enfermedades.

Bemisia tabaci, que puede ser originaria de la India y que el Grupo de Expertos en Especies Invasoras (ISSG) de la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza ha incluido entre las 100 especies exóticas invasoras más importantes del mundo, es una plaga del género Whitefly. Se puede ver en casi todo el mundo (menos templado). Esta plaga de la mosca blanca del tabaco, no solo chupa el jugo del floema, causa manchas necróticas en las hojas, deja secreciones (melaza) en las hojas y causa infecciones por moho, muchos virus también lo usan como vector. Dado que esta plaga es resistente a muchos pesticidas, cómo controlarla se ha convertido en un dolor de cabeza.

Estudios anteriores han encontrado que, a diferencia de las plagas comunes, la mosca blanca no activa la vía del ácido jasmónico después de infectar las plantas, sino que activa la vía del ácido salicílico. Puede deberse al inicio de la vía del ácido salicílico, que hizo que las plantas dispusieran sus recursos limitados en la dirección de la prevención de enfermedades, lo que redujo su capacidad para defenderse de las plagas y, por lo tanto, hizo que las plantas fueran más susceptibles a la invasión de la mosca blanca.

Después de ser invadidas por patógenos / gusanos, las plantas liberarán sustancias volátiles llamadas HIPV (volátiles vegetales inducidos por herbívoros). Estos HIPV se propagarán a las plantas cercanas a través del aire, haciendo que las plantas cercanas «comprendan» a izquierda y derecha. Qué sucedió en la casa y se llevaron a cabo las fortificaciones necesarias; los científicos se preguntaron: ¿Tiene la mosca blanca la capacidad de hacer que las plantas liberen información errónea, provocando que las plantas que reciben la información cometan errores en sus juicios, haciéndolas más susceptibles a contagiarse? ¿Realmente inhibe la vía del ácido jasmónico mientras activa la vía del ácido salicílico, lo que hace que las plantas sean más susceptibles a la invasión de la mosca blanca? ¿El contenido de la información liberado por las plantas invadidas por mosca blanca es similar al liberado por otras plagas de insectos, o solo tiene efectos similares pero contenido diferente?

Primero, el equipo de investigación confirmó primero si el HIPV liberado por la mosca blanca es realmente útil para la infección. Se encontró que las plantas expuestas al HIPV liberado por plantas infectadas por mosca blanca tienen más probabilidades de ser infectadas por mosca blanca. Aunque el número de huevos puestos no aumentó, las ninfas de mosca blanca del grupo experimental se desarrollaron más rápido y entraron antes en el cuarto estadio de ninfa.

Luego, el equipo de investigación expuso las plantas (tomates) al HIPV liberado por plantas no infectadas o plantas infectadas con mosca blanca durante 24 horas, y luego las infectó con mosca blanca, y luego midió la secreción de ácido jasmónico o ácido salicílico, y El desempeño de genes relacionados con la vía. Los resultados mostraron que: el grupo HIPV (grupo de control) expuesto primero a plantas no infectadas, la secreción de ácido jasmónico aumentó significativamente después de ser infectado por mosca blanca; pero expuesto primero al grupo HIPV (grupo experimental) infectado por mosca blanca, ácido jasmónico La secreción es solo la mitad del grupo de control. La secreción de ácido salicílico fue todo lo contrario: la secreción de ácido salicílico del grupo experimental aumentó mucho, pero el grupo de control no tuvo diferencias. El desempeño de genes relacionados con la vía también mostró que el grupo experimental inició la vía del ácido salicílico en lugar de la vía del ácido jasmónico después de ser infectado. Sin embargo, cuando el equipo de investigación realizó experimentos con otra plaga, Spodoptera exigua, se inició la vía del ácido jasmónico en lugar de la vía del ácido salicílico; y las plantas se expusieron primero al HIPV liberado por las plantas infectadas por el gusano cogollero de la remolacha. Cuando se infecta por mosca blanca, la vía del ácido jasmónico también se activa. Curiosamente, la mosca blanca se desarrolló mal en plantas que estuvieron expuestas al HIPV liberado por plantas infectadas con el gusano soldado de la remolacha, lo que demuestra que la activación de la vía del ácido jasmónico es la defensa correcta contra los insectos.

Luego, el equipo de investigación analizó el contenido de HIPV liberado por las plantas cuando fueron invadidas por diferentes plagas. Después del análisis, se encontró que en comparación con Pseudomonas syringae pv. Tomate DC3000 y gusano soldado de la remolacha, la mayor secreción de HIPV de plantas infectadas con mosca blanca durante cinco días es β monoterpenoide -Mirceno (β-mirceno) y ρ-cimeno (ρ-cimeno), y el sesquiterpeno β-cariofileno (β-cariofileno); y el monoterpenoide (E) -β-ocimeno ((E ) -Β-ocimeno) y un sesquiterpeno desconocido se secretan menos. Al comparar los tres grupos infectados con Pseudomonas, el gusano soldado de la remolacha y la mosca blanca, el equipo de investigación encontró que las combinaciones de HIPV liberadas por los tres grupos no eran las mismas. Tres infecciones diferentes pueden desencadenar diferentes liberaciones de HIPV. Aunque es sorprendente, estudios anteriores también han encontrado que las mismas plagas que pican tienen diferentes expresiones genéticas.

Luego, el equipo de investigación intentó encontrar diferentes combinaciones químicas para ver si podían encontrar la información química que inicia principalmente la liberación de ácido jasmónico o ácido salicílico. Los resultados del experimento encontraron que solo las plantas expuestas a β-mirceno o β-cariofileno y luego infectadas por mosca blanca, aumentaron la liberación de ácido salicílico y la expresión génica de la vía del ácido salicílico también aumentó, y se desarrollaron ninfas. Es incluso mejor, es decir, estos dos terpenoides pueden provocar una respuesta similar a la de una infección por mosca blanca: activar la vía de defensa incorrecta, haciendo que las plantas sean más susceptibles a la infección.

Este estudio confirma que cuando la mosca blanca infecta las plantas, hace que las plantas liberen información incorrecta, lo que hace que las plantas cercanas activen la vía de defensa incorrecta (debería activar la vía del ácido jasmónico, pero activar la vía del ácido salicílico), y también La inhibición de las vías de defensa correctas hace que las plantas sean más susceptibles a la infección por mosca blanca. ¿Cómo hace exactamente la mosca blanca que las plantas divulguen información incorrecta? Esto necesita más investigación.

Referencia: Zhang P.-J. et. Al., 2019. Manipulación aérea de la planta huésped por moscas blancas a través de una mezcla inducible de volátiles vegetales. Proc. Natl. Acad. Sci. USA.


Autor: Leaf Green Departamento de Ciencias de la Vida Profesor Asistente de la Universidad Shu Tzu Chi, centro de educación y ciencia para escritores independientes, dedicado a la redacción de artículos de divulgación científica.


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