Tomates contra patógenos-Tomatoes defend themselves

Uno ataca y el otro se defiende. Una carrera armamentista está en curso en el mundo de las plantas, que tratan de reforzar sus defensas contra las innovadoras estrategias de sus agresores: los patógenos.
Miremos el último caso de esta guerra: la bacteria (Pseudomonas syringae) que infecta los tomates al inyectarles una proteína especial a las células de las plantas que debilita el sistema defensivo de estas.
La situación es clara: los cultivadores ven con asombro que tras cinco o seis años de ser cultivadas, variedades más resistentes de plantas comienzan a ser susceptibles porque los patógenos evolucionan con rapidez para atacar las defensas de las plantas, explica Gregory Martin, profesor de Patología de Plantas en Cornell, autor senior de un reporte en Nature.
Sin embargo, los cultivadores desarrollan variedades que pueden ser resistentes por 20 años o más. Y entender porqué unas tienen una resistencia más duradera es importante para desarrollar prácticas agrícolas más sostenibles.
El estudio describe cómo una simple proteína bacterial, AvrPtoB, que es inyectada por P. Syringae dentro de las células de la planta a través de una especie de jeringa molecular, puede debilitar la resistencia de la planta. Normalmente, el sistema defensivo de ellas busca los patógenos invasores y, si los detecta, monta una respuesta inmune para acabar con la amenaza. Como parte de este sistema de vigilancia, los tomates portan una proteína en sus células llamada Fen que les ayuda a detectar la presencia de P. Syringae.
Pero algunas cepas de P. Syringae evolucionaron una proteína AvrPtoB que imita una enzima del tomate conocida como una E3 ubiquitina ligasa, que se une a la proteína que debe ser destruida. Una vez inyectada, AvrPtoB se adhiere a la proteína Fen y el propio sistema de la planta la elimina, permitiéndole a la bacteria evitar la detección y provocar una enfermedad.
Los investigadores hallaron que el gen Fen está presente tanto en los tomates cultivados como en varias especies salvajes, llevándolos a creer que el gen es de un origen antiguo y que varios miembros de la familia del tomate lo han usado para resistir las infecciones de P. Syringae, por años. En contraste, se cree que nuevas cepas de P. Syringae solo recientemente han evolucionado una versión de AvrPtoB que incluye una enzima E3 ubiquitina ligasa que interfiere con la vigilancia de la planta.

Take care

One attacks and the other defends. An armament race is in course in the plant world, that try to reinforce their defenses against the innovating strategies of their aggressors: the pathogens.

Let us watch the last case of this war: the bacterium (Pseudomonas syringae) that infects tomatoes when injecting to the cells of the plants a special protein that debilitates the their immune system.

The situation is clear: the breeders see with astonishment that after five or six years of being cultivated, more resistant varieties of plants begin to be susceptible because the pathogens evolve quickly to attack the defenses of the plants, explains Gregory Martin, professor of Pathology of Plants at Cornell, senior author of a report in Nature.

Nevertheless, the cultivators develop varieties that can be resistant by 20 years or more. And understanding why there are some with a more durable resistance is important to develop more sustainable agricultural practices.

The study describes how a simple bacterial protein, AvrPtoB that is injected by P. Syringae into the cells of the plant through a species of molecular syringe can debilitate the resistance of the plant. Normally, the immune system of them looks for the invading pathogens and, if detects them, mounts an immune response to stave off the threat. As part of this system of monitoring, tomatoes carry a protein in their cells called Fen that aid to detect the presence of P. Syringae.

But some strains of P. Syringae evolved a AvrPtoB protein that imitates a tomato enzyme known as E3 ubiquitin ligase, that tags proteins to be destroyed. Once injected, AvrPtoB adheres to the Fen protein and the plants own system eliminates it, allowing the bacterium to avoid the detection and cause a disease.

The investigators found that the gene Fen is present in both cultivated tomatoes as in several wild species, leading them to think that the gene is likely ancient in origin and that several members of the tomato family have used it to resist infections of P. Syringae for years. In contrast, they believe that new strains of P. Syringae have evolved just recently a version of AvrPtoB that includes an E3 ubiquitin ligase enzyme that interferes with the plant’s surveillance.