Señales ocultas de enfermedades en las plantas de tomate

Investigadores de la Universidad Hebrea de Jerusalem desarrollaron un método innovador para la detección temprana de la marchitez por Fusarium en las plantas de tomate mediante el seguimiento de cambios sutiles en el uso del agua de las plantas.

El estudio dirigido por la estudiante de doctorado Shani Friedman (Goldfarb), bajo la supervisión del profesor Menachem Moshelion del Instituto de Ciencias de las Plantas y Genética en la Agricultura de la Universidad Hebrea de Jerusalem, demostró un nuevo enfoque para detectar el marchitamiento por Fusarium en los tomates en sus primeras etapas, mucho antes de que los síntomas se hagan visibles.

Esta investigación ofrece consecuencias significativas para la ciencia de las plantas, proporcionando a los mejoradores y científicos un método sólido para mejorar la detección temprana de enfermedades y profundizar la comprensión de las interacciones entre plantas y patógenos.

El marchitamiento por Fusarium, causado por el hongo Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici, es una enfermedad devastadora que provoca importantes pérdidas económicas en todo el mundo. Tradicionalmente, la detección de enfermedades de las plantas se basa en evaluaciones visuales, que a menudo pueden ser subjetivas e inexactas. En el momento en que los síntomas son visibles, por lo general ya se ha producido un daño sustancial.

Este estudio, sin embargo, adopta un enfoque diferente, centrándose en mediciones precisas de la relación del agua utilizando un sistema de fenotipado fisiológico de alto rendimiento.
El equipo de investigación empleó tecnología avanzada de lisímetros para monitorear continuamente las tasas de transpiración y los cambios en la biomasa de las plantas de tomate en un entorno de invernadero semicontrolado. Sorprendentemente, observaron una disminución en las tasas de transpiración de las plantas días o semanas antes de que aparecieran los síntomas visuales.

“Esta investigación demuestra que los rasgos fisiológicos relacionados con el agua, como la transpiración, pueden actuar como indicadores tempranos sensibles y confiables de la infección por Fusarium”, explicó Shani Friedman. “Pudimos medir cuantitativamente cómo las plantas responden al patógeno mucho antes de que exhibieran los síntomas visibles tradicionales de la enfermedad”.

El método cuantitativo del estudio no solo detecta enfermedades tempranamente, sino que también mide la virulencia de los patógenos y la susceptibilidad de las plantas. Esto proporciona a los investigadores y agricultores datos numéricos claros para determinar la agresividad con la que un patógeno está afectando a los cultivos, y para evaluar cómo las diferentes variedades de tomate resisten o toleran el marchitamiento por Fusarium.

Esta metodología innovadora tiene potencial más allá de los tomates. El equipo de investigación también lo aplicó con éxito a plantas de papa infectadas con tizón tardío, lo que demuestra la versatilidad de su sistema de monitoreo fisiológico para otras enfermedades importantes de las plantas.

Impacto de la enfermedad en las plantas de tomate | Crédito: Shani Friedman (Goldfarb).
Impacto de la enfermedad en las plantas de tomate | Crédito: Shani Friedman (Goldfarb).
Cultivos de hongos utilizados en el experimento | Crédito: Shani Friedman (Goldfarb).
Cultivos de hongos utilizados en el experimento | Crédito: Shani Friedman (Goldfarb).

El artículo de investigación titulado “Early Detection and Quantification of Fusarium Wilt in Greenhouse-Grown Tomato Plants Using Water-Relation Measurements”,ya está disponible en Plant Disease.

Investigadores:
Shani Friedman1, Ahan Dalal1, Dor Batat1, Saul Burdman2, Yheonatan Sela1, Matanel Hipsch1, Shilo Rosenwasser1, Evgeniya Marcos Hadad2, Shay Covo2 y Menachem Moshelion1.

Instituciones:
1) Instituto de Ciencias de las Plantas y Genética en la Agricultura, Universidad Hebrea de Jerusalem.
2) Departamento de Patología Vegetal y Microbiología, Instituto de Ciencias Ambientales, Facultad de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente, Universidad Hebrea de Jerusalem.

La investigación recibió el apoyo del Centro de Investigación Shoenberg para Ciencias Agrícolas y la Fundación de Ciencias de Israel.