soldat somrient anti-virus
2024/10/23 Ojinaga Juárez, Mikel - NEIKEReko ikertzailea, agronomia-ingeniaria eta Biologian doktorea Iturria: Elhuyar aldizkaria
Encara que el pebrot és un cultiu importat d'Amèrica, els principals tipus de pebrots plantats actualment a Euskadi, “Pebrot de Guernica” i “Vitet d'Ibarra” (figura 1), estan adaptats a les nostres condicions agroclimàtiques. Són una part important de la nostra agrodiversitat i s'han convertit en productes molt relacionats amb el territori.
Són les varietats de pebrots que asseguren el seu origen i qualitat. Gràcies a les Indicacions Geogràfiques protegides o als reconeixements de qualitat, les explotacions productores d'aquests productes són competitives. De fet, són coneguts i benvolguts per als consumidors, i el comprador està disposat a pagar preus més alts per aquests pebrots que indiquen proximitat i qualitat.
No obstant això, en la producció i competitivitat de les explotacions pimentales poden influir diversos factors, entre els quals destaquen els problemes de sanitat vegetal, destacant les malalties per fongs i virus. En gran manera, aquestes malalties han estat causades pel sistema de producció intensiva convencional empleat en els cultius en les últimes dècades.
Fa una dècada, els productors de pebrots i vitets del territori, juntament amb els tècnics del sector, es van posar en contacte amb les administracions públiques i investigadors d'horticultura per a informar-los sobre els problemes de salut vegetal que patien en els seus cultius, amb la finalitat de buscar com afrontar-los. De fet, el sector es va mostrar molt preocupat pels greus efectes que aquestes malalties tenen sobre els cultius, amb importants pèrdues en la producció, que posen en perill la sostenibilitat econòmica de les explotacions (Figura 2).
Varietats locals de pebrots i vitets sensibles als virus
En primer lloc, es va decidir determinar quin virus originaven els problemes que s'estaven produint en les plantes. Per a això es van dur a terme treballs de prospecció en les plantacions de pebrots i vitets dels agricultors. En Bizkaia i Guipúscoa, principalment, es van realitzar estudis d'hivernacle i horta a horta, es van mostrejar plantes amb símptomes virals i posteriorment es van realitzar estudis de diagnòstic en laboratori. Es van analitzar set virus mitjançant DAS-ELISA en més de mil plantes. Els virus analitzats van ser el virus de la patata PVY transmesa pels afidos (gènere Potyvirus), el virus de la marchitez degotada del tomàquet TSWV transmès pels trips (gènere Orthotospovirus) i cinc virus del gènere Tobamovirus que es transmeten per contacte i llavor. Els tobamovirus analitzats van ser els següents: El virus del mosaic del tabac TMV, el virus del mosaic del tomàquet ToMV, el virus del mosaic verd lleuger del tomàquet TMGMV, el virus de la gota lleugera del pebrot vermell PaMMV i el virus de la gota lleugera del pebrot PMMoV.
Així, es van conèixer els principals agents de virus presents en les plantes pimentales. Alguns virus van aparèixer estretament lligats a les plantes dels hivernacles, mentre que uns altres es van desenvolupar més en plantes a l'aire lliure, algunes transmeses per insectes i altres transmeses de la llavor a la planta. A més, es van identificar els virus que causaven els danys més greus en les plantes. En plantes a l'aire lliure, PVY va ser el que va generar els majors problemes. En les plantes dels hivernacles, els virus del gènere Tobamovirus i TSWV van ser els més prevalents. Totes les anàlisis van portar als tobamovirus a ser considerats com la principal amenaça en les varietats locals, ja que es transmeten de la llavor a la planta i posteriorment són fàcilment propagables per contacte en les plantes durant la manipulació de les plantes per part dels agricultors. Per tant, el rendiment i la qualitat dels fruits es redueix molt. També és destacable la persistència d'aquests virus, que poden ser presents durant anys de manera contagiosa en les zones rurals.
Definint el problema fonamental, solució: millora genètica
Davant la incertesa provocada per Tobamobirus, era necessari buscar solucions per al control dels virus, i la millor opció era incorporar els gens de resistència a aquests virus en les varietats sensibles locals i establir les mesures culturals necessàries en les plantes que presenten aquests problemes. Les empreses que comercialitzen llavors mai entren en les inversions per a millorar aquest tipus de varietats, per tractar-se de varietats de baix interès comercial. En aquests casos, és molt important el paper de les institucions públiques dedicades a la recerca i al desenvolupament tecnològic, ja que a les seves mans està la millora de les varietats produïdes a petita escala. NEIKER afronta aquest repte.
La resistència al tobamovirus del pebrot està regulada per un únic gen principal: Gens `L´. I diverses espècies i varietats que ho porten es poden trobar en el gènere Capsicum a través de quatre al·lels (L1, L2, L3 i L4). D'altra banda, entre els tobamovirus es troben varis patotipos (P0, P1, P1.2 o P1.2.3) que es classifiquen en funció de la seva capacitat per a superar la resistència provocada pels al·lels del gen `L´. En conseqüència, els virus amb patotipo P0 no poden contaminar les plantes que porten el gen L. Els virus amb patotipos P1, P1.2 o P1.2.3 poden contaminar plantes amb al·lels L1, L1 i L2 i L1, L2 i L3 respectivament (taula 1).
Les varietats que contenen aquests gens de resistència `L´ inicien en el punt de contacte amb els tobamobirus el procés denominat “resposta hipersensible”, en el qual la planta afavoreix la mort programada de les cèl·lules i impedeix el desenvolupament del virus (Figura 3).
En la prospecció realitzada en 2014, després de la inoculació de 36 mostres contaminades amb tobamovirus PMMoV de varietats amb diferents al·lels del gen `L´, es va observar que amb l'al·lel L3 es podien controlar tots els tobamovirus que afecten la planta pimental d'Euskadi (taula 1). No obstant això, es va decidir introduir els gens L3 i L4 de forma diferenciada en les dues varietats autòctones, de manera que en el futur es pogués controlar més tobamovirus que poguessin entrar en les plantes pimentales d'Euskadi.
En marxa un programa de retrocés assistit per marcadors moleculars
Així, en 2015 es va posar en marxa un programa de millora genètica clàssica basada en lleis i creuaments de Mendel a través del retrocés assistit per marcadors moleculars (MMLAG) (Figura 4). D'una banda, un pebrot mare, un bonic pebrot de Guernica, amb label de qualitat, molt benvolgut en el mercat i valorat en les nostres cuines i taules. D'altra banda, un altre pebrot mare, el vitet fi d'Ibarra, ideal per a fregir o per a menjar en vinagre. Les dues varietats es van creuar amb pebrots dolços d'origen italià, que tenien resistència genètica als virus: “Palerm” (gen L3) i “Giulio” (gen L4). L'objectiu final era que la successió tingués un aspecte i característiques agronòmiques de la mare i rebés la resistència genètica del pare. Per a aquest primer creuament es va unificar el pol·len de les varietats híbrides resistents i es va col·locar en les flors castrades de les varietats sensibles per a possibilitar l'encreuament entre les varietats (figura 5).
En el primer encreuament es va perdre el 50% del genoma de les varietats autòctones, però al mateix temps es va aconseguir introduir el gen resistent a la meitat de la successió (Figura 3). Posteriorment, en els replegaments es van seleccionar plantes resistents i es va recuperar el genoma original. La selecció de plantes resistents es va dur a terme mitjançant marcadors moleculars associats a gens de resistència en totes les generacions del programa de millora. Així, atès que en cada reversió realitzada en el programa de millora es recupera el 50% del genoma de les varietats autòctones, després de l'execució de quatre i després de la recuperació de gairebé el 97% del genoma de les varietats interessades, es va decidir incloure els gens L3 i L4 en l'homocirugía mitjançant dues autopol·linitzacions (Figura 4). Aquestes varietats no són transgèniques, en cap cas, sinó les produïdes per l'encreuament i la selecció.
Noves varietats resistents:GUDARI i IRRIBARRA
Aquests programes de millora suposen un treball a llarg termini. En aquest cas, es van necessitar 7 cicles vegetals per a obtenir pebrots i vitets molt resistents a la mare. No obstant això, en lloc de fer les coses tal com ho feia Mendel en el seu moment, en aquest cas s'han utilitzat marcadors moleculars. Així, es van desenvolupar i van utilitzar eines moleculars específiques per a obtenir informació sobre la resistència genètica de la successió de manera àgil i eficaç i agilitzar el procés. D'altra banda, en dos anys es va valorar el comportament productiu de les noves varietats resistents mitjançant assajos, i es va comprovar que eren capaços de produir a l'una de les dues varietats sensibles originals. En els assajos es van seleccionar les varietats resistents més fructíferes desenvolupades. A més, es va analitzar el comportament d'aquests pebrots en cultius comercials, sobretot en explotacions amb problemes de virosis, amb alts nivells de productivitat i resistència. Finalment, es van realitzar inoculacions virals per a assegurar que les noves varietats són resistents als tobamovirus. El nou pebrot de Guernica obtingut es va denominar GUDARI, fent referència al treball, la vocació i la passió que es necessita per a resoldre els problemes. Però el vitet resistent d'Ibarra es va dir IRRIBARRA, una varietat a la qual desitgem un futur feliç i productiu. Són dues varietats creades tenint en compte als nostres avantpassats, de cara als problemes d'avui i a les solucions de futur. Però, perquè la resistència sigui duradora en el temps, és convenient que la càrrega viral de les hortes i hivernacles sigui el més baixa possible. Així, s'ha consensuat un protocol de pràctiques d'higiene en les explotacions que minimitzin la càrrega viral i minimitzin el risc de bolcada de resistències pels nous ceps del virus.
En la solució de nous problemes
S'han obtingut varietats autòctones de pebrots i vitets que lluitaran contra els tobamovirus. Els danys dels productors han disminuït considerablement i amb això s'ha recuperat en part la rendibilitat econòmica de les explotacions. No obstant això, en els últims anys, la superfície de cultiu ha disminuït, especialment en Bizkaia (la superfície lligada al pebrot de Guernica s'ha reduït dràsticament). A partir d'ara serà fonamental que també es vagin solucionant els problemes socioeconòmics relacionats amb la producció agrària, per a assegurar el relleu generacional del sector hortícola d'Euskadi i garantir en el futur el subministrament d'aliments valuosos per a la ciutadania.
Agraïments
Vull agrair a Santiago Larregla, director de la meva tesi doctoral, per haver obtingut els recursos necessaris per a fer aquest treball, i a Sorkunde Mendarte per animar-los a participar en aquest premi. Xabi Ojinaga, Aitor Marcos i Igone Menika també han participat en el text.
Bibliografia
[1] Tomita R, Murai J, Miura I, Ishihara H, Liu S, Kubotera I, Profunda A, Hatta R, Kuroda T, Hamada H, et al. Fini mapping and DNA fiber FISH analysis locates the tobamovirus resistance gene L3 of Capsicum chinense in a 400-kb region of Rlike gens clúster embedded in highly repetitive sequences. Theor Appl Genet. 2008;117(6):1107-18 Doi: 10.1007/s00122-008-0848-6.
[2] Tomita R, Sekine KT, Mizumoto H, Sakamoto M, Murai J, Kiba A, Hikichi I, Suzuki K, Kobayashi K. Genetic basis for the hierarchical interaction between Tobamovirus spp. i l resistance gene alleles from different pepper species. Mol Plant Microbe Interact. 2011;24(1):108-17 Doi: 10.1094/MPMI-06-10-0127.
Di Dada F, Parisi M, Cardi T, Tripodi P. Genetic diversity and assessment of markers linked to resistance and pungency gens in Capsicum germplasm. Euphytica. 2015;204:103–119. exactament: 10.1007/s10681-014-1345-4.
[4] Genda I, Kanda A, Hamada H, Sato K, Ohnishi J, Tsuda S. Two Amino Acid Substitutions in the Coat Protein of Pepper mild mottle virus Llauri Responsible for Overcoming the L(4) Gene-Mediated Resistance in Capsicum spp. Phytopathology. 2007 Jul;97(7):78793. doi: 10.1094/PHYTO-97-0787.
Dombrovsky A, Smith E. Seed transmission of Tobamoviruses: Aspects of global disease distribution. En: Advances in Seed Biology. Ajust 2017: 10.5772/intechopen.70244.
[6] International Seed Federation. Differential sets in Tobamoviruses. Nyon (Switzerland) febrer 2020.
Gai honi buruzko eduki gehiago
Elhuyarrek garatutako teknologia
