El cambio climático y la necesidad de incrementar la producción de alimentos manteniendo la estabilidad económica en el país son apenas algunos de los retos que enfrenta México. A estos se le suma el impacto de virus que comparten el mismo ambiente en plantas silvestres y plantas cultivadas, que se infestan por los mismos insectos vectores y virus, ocasionando la propagación de enfermedades.
La ecología de virus de plantas silvestres y su relación con virus de plantas de cultivo es la investigación que ocupa a un grupo de estudiantes e investigadores del Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Integral Regional (CIIDIR) en Sinaloa.
El grupo encabezado por el doctor Jesús Mendez Lozano, nivel 1 del Sistema Nacional de Investigadores (SNI), adscrito al Departamento académico de Biotecnología Agrícola, analiza el efecto de los virus en plantas silvestres, a fin de que puede brindar información valiosa que permita minimizar el efecto de los virus en cultivos de interés económico y prevenir infestaciones masivas.
Se trata del proyecto “Estudio de virus fitopatógenos del género Begomovirus en plantas silvestres para contribuir en el manejo de enfermedades virales en la horticultura de México”, aprobado en convocatoria del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) 2013, para ejecución en el periodo 2014-1017.
El equipo logró financiamiento dentro de la convocatoria de Proyectos de desarrollo científico para atender problemas nacionales, bajo el número de proyecto 214950 y el área del conocimiento Biotecnología para la alimentación, la salud y la recuperación de espacios contaminados.
“En México la horticultura es una de las actividades agrícolas de mayor importancia, tanto en el plano social, como en el económico por la captación de divisas y la generación de empleos. Las principales hortalizas cultivadas en el país son: el jitomate o tomate rojo, el chile verde, la papa y el tomatillo, que junto con las frutas representan el 10 por ciento de la superficie total cosechada y el 40 por ciento del valor de la producción nacional”, argumento.
Añadió que la producción, el rendimiento y la calidad se encuentran en un gran riesgo de verse afectados por condiciones climáticas desfavorables, así como plagas de insectos y algunos patógenos como los virus.
“Uno de los retos nacionales es mantener o incrementar el rendimiento y calidad de la producción, que permita asegurar una suficiencia alimentaria y estabilidad económica en el país”, advirtió.
Las enfermedades
El doctor Mendez Lozano explicó que las alteraciones en el clima ocasionan modificaciones a la distribución de plagas e insectos, generando que estos transporten virus a localidades donde antes no existían.
“Es importante señalar que el cambio climático está modificando la distribución de plagas e insectos vectores, propiciando el surgimiento de enfermedades emergentes. Es necesario cambiar el enfoque para comprender la enfermedades virales, atendiendo de manera integral el estudio de virus en plantas en ecosistemas naturales, interface y agrosistemas del país que permitan generar respuestas biotecnológicas en el manejo de estas enfermedades”, comentó.
Indicó también que es importante conocer la diversidad genética de Begomovirus en plantas silvestres que permita contribuir en el conocimiento e impacto potencial de estos virus antes de que representen un problema para la horticultura.
“Podría permitir diseñar paquetes biotecnológicos para inducir tolerancia a enfermedades virales actuales y emergentes como una prioridad para el desarrollo sustentable de la agricultura en México”, dijo.
El equipo de investigación analizó la diversidad genética de virus en plantas silvestres en ecosistemas naturales de México. El eje de la investigación se centró en la familia de virus Geminiviridae, de la que se derivan los geminivirus.
“Se han convertido en fitipatógenos problemáticos en regiones tropicales y subtropicales alrededor del mundo”, dijo.
El equipo clasificó a los geminivirus en cuatro géneros: Mastrevirus, Curtovirus, Topocuvirus, Eragrovirus, Turnucurtovirus, Becortuvirus, Capulavirus, Grablovirus, y Begomovirus; encontraron que este último es el más diversificado y distribuido por todo el mundo, y ha causado grandes daños en México.
Objetivos
El equipo recolectó plantas silvestres para su análisis, a fin de determinar especies de plantas con potencial reservorio de Begomovirus en ecosistemas naturales y agrosistemas en Baja California, Sonora, Sinaloa, Nayarit, Coahuila, Durango y Colima.
Durante el desarrollo del proyecto, el equipo logró la identificación de 31 familias de plantas silvestres con 120 especies identificadas, generando un herbario botánico con especímenes representativos de cada familia. En Baja Califonia identificaron a 10 familias con 20 especies; en Sonora, 10 familias con 47 especies; Sinaloa 22 familias con 59 especies, en Nayarit siete familias con 11 especies, Coahuila cuatro familias con 11 especies. En el estado de Durango encontraron siete familias con 11 especies, y en Colima 15 familias con 20 especies.
Durante la segunda fase analizaron la presencia de Begomovirus con técnicas moleculares en las especies de plantas identificadas y así determinaron su reservorio como Begomovirus. Las familias predominantes en esa parte del país son Malvaceae, Asteraceae, Solanaceae, Amarantaceae, Euphorbaceae y Fabaceae.
En las plantas cultivadas de los diferentes agrosistemas, detectaron Begomovirus asociado a brotes de enfermedades emergentes en cultivos de tomate, chile, sandía y frijol.
“Empleamos tecnología de secuenciación masiva de última generación para la identificación de entidades infecciosas. La información generada permitirá obtener modelos de estudio para implementar nuevas estrategias de control de los patógenos para formar parte de un manejo integral e impulsar una agricultura sustentable en México”, explicó.
El equipo encontró que Tomato Yellow Leaf Curl Virus (TLYCV) es el virus predominante en el cultivo de tomate en Sinaloa. El grupo detectó su presencia en Baja California, Sonora, Nayarit, Coahuila y Durango. Además, por primera vez detectaron la presencia del virus Pepper Huasteco Yellow Vein Virus (PHYVV), en tomate asociado a híbridos de tomate, tolerantes al virus TYLCV. Los problemas más fuertes los encontraron en chile y mini bell, cultivo de alta demanda de exportación.
Para el caso de la sandía, colectaron muestras con síntomas virales en el estado de Sonora. De acuerdo a la secuenciación y análisis filogenético, corresponde a Begomovirus. En el caso del frijol, colectaron muestras con síntomas virales en Sinaloa, y aislaron su genoma. Encontraron un Begomovirus bipartita.
“Realizamos bioensayos en plantas de tomate y chile. Buscamos alternativas de control para dos de los virus predominantes y con mayores efectos en horticultura de México, como los virus TYLCV y PHYVV”, dijo.
Como resultado, el equipo avanzó en los conocimientos generados en la caracterización molecular y biológica de los begomovirus actualmente asociados en enfermedades emergentes en la horticultura de México. Los datos de secuenciación masiva de nueva generación permiten tener una primera radiografía de los virus en ecosistemas naturales. Permitirá estudiar quiénes representan un mayor riesgo para el futuro de la agricultura.
“Sin duda avanzamos además en la formación de recursos humanos, jóvenes calificados”, dijo.
