Decodificación del genoma de dos mega-plagas agrícolas entrega herramienta para mejorar su control

Por primera vez, los investigadores de la Organización de Investigación Científica e Industrial de la Commonwealth (CSIRO) en Australia, han mapeado el genoma completo de dos megaplagas estrechamente relacionadas. Esto podría ahorrar pérdidas de miles de millones de dólares al año a la comunidad agrícola internacional.

Los investigadores identificaron más de 17.000 genes codificantes de proteínas en los genomas de Helicoverpa armigera y Helicoverpa zea (conocidos comúnmente como el gusano del algodón y el gusano del maíz, respectivamente), dirigido por CSIRO. También documentaron cómo su genética ha cambiado con el tiempo.

Este nivel de detalle hace que sea más fácil para los científicos predecir los puntos débiles de las orugas, cómo van a mutar e incluso desarrollar plantas que estas plagas no querrían comer.

El gusano de la cápsula y el gusano de la mazorca son las plagas más grandes de orugas del mundo en las grandes cosechas, causando un exceso de $5 mil millones de dólares en costes de control y daño cada año a través de Asia, Europa, África, América y Australia.

El gusano de la cápsula, que es dominante en Australia, ataca más cultivos y desarrolla mucha más resistencia a los pesticidas que su homólogo de la mazorca.

“Es la plaga más importante de la agricultura en el mundo, lo que lo convierte en el mayor competidor de la humanidad en alimentos y fibra”, dijo el científico de CSIRO, John Oakeshott.

“Su arsenal genómico le ha permitido superar todos nuestros insecticidas conocidos a través del desarrollo de resistencia, reflejando su nombre armigera que significa armado y belicoso”.

En Brasil el gusano de la cápsula se ha propagado rápidamente y ha habido casos de hibridación con el gusano de la mazorca, lo que representa una amenaza real de que una “super-plaga” nueva y mejorada pueda propagarse a los Estados Unidos.

A mediados de los 90, el CSIRO ayudó a los mejoradores australianos de algodón a incorporar genes Bt de resistencia a los insectos en sus variedades para tratar de combatir el gusano de la cápsula.

Las plantas de “algodón Bt” están genéticamente modificadas para producir una proteína Bt que actúa como insecticida; esta proteína proviene de una bacteria del suelo – Bacillus thuringiensis (Bt) – que es tóxica para la oruga sin dañar a otros insectos ni animales. Gracias a esta tecnología, en los 10 años siguientes, hubo una reducción del 80% en el uso de plaguicidas químicos previamente requeridos para controlar los gusanos de las cápsulas.

Sin embargo, el gusano de la cápsula pronto luchó con un pequeño porcentaje de las orugas que desarrollaron resistencia al algodón Bt y los científicos tuvieron que introducir nuevas variedades de insecticidas para manejar el problema.

El Dr. Karl Gordon, miembro honorario de CSIRO Health and Biosecurity, dijo que mientras una combinación de Bt y algunos insecticidas funcionaba bien en Australia, puede ser costoso y es importante estudiar exhaustivamente la plaga para manejar el problema en todo el mundo.

“Necesitamos toda la gama de ciencias agrícolas”, dijo Gordon. “Nuestros análisis recientes del genoma completo, sus adaptaciones y la extensión a través de los años son un paso enorme en la lucha contra estas mega-plagas.”

La identificación de los orígenes de las plagas permitirá que se incluyan perfiles de resistencia que reflejen a los países de origen al desarrollar una estrategia de gestión de la resistencia, mientras que la identificación de vías de incursión mejorará los protocolos de bioseguridad y el análisis de riesgos en los puntos calientes de bioseguridad.

Como parte de la investigación, CSIRO y el equipo actualizaron un modelo de distribución potencial previamente desarrollado para resaltar la amenaza de invasión global, con énfasis en los riesgos para los Estados Unidos.

Los hallazgos proporcionan además la primera base sólida para estudios genómicos evolutivos y funcionales comparativos sobre plagas relacionadas y otras de lepidópteros, muchas de considerable impacto e interés científico.

El proyecto del genoma fue realizado por el CSIRO en colaboración con la Universidad de Melbourne, el Baylor College of Medicine de Texas, el Instituto Nacional de Investigación Agrícola (INRA) de Francia, el Instituto Max Plank de Ecología Química en Alemania y el Servicio de Investigación Agrícola del Departamento de Agricultura de Estados Unidos (USDA-ARS).