9 de octubre de 2014 22:34 PM
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Descubrieron porque la protección química de los cultivos no funciona contra las larvas Spodoptera

Los azúcares generalmente se conocen como unidades de almacenamiento de energía en las plantas y los insectos se alimentan de ellos. Pero, azúcares también pueden ser parte de un juego mortal entre la planta y los insectos de acuerdo con los científicos del Instituto Max Planck.

Los pastos y cultivos como el maíz unen los azúcares a las defensas químicas llamadas benzoxazinoides para protegerse de ser envenenado por sus propios agentes protectores. Entonces, cuando un insecto comienza a alimentarse, una enzima de la planta elimina el azúcar desplegando la toxina activa. 

 

Con la abundancia de maíz cultivadas en todo el mundo, no es sorprendente que el cultivo tiene muchas plagas de insectos, incluyendo las larvas del género Spodoptera . En Norteamérica y Sudamérica, el gusano cogollero Spodoptera frugiperda  es una plaga del maíz causando daños considerables. Al igual que todos los cereales y otros miembros de la familia de las gramíneas, las plantas de maíz se defienden con la química. Las hojas de las plantas jóvenes de maíz contienen grandes cantidades de una benzoxazinoid llamada (2 R ) -DIMBOA-glucósido. La planta también produce una enzima activa en las tripas que escinde  el DIMBOA-glucósido para liberar el azúcar. El DIMBOA libre formado como resultado hace que muchos insectos mueran o dejen de crecer, pero no el gusano cogollero.

 

Descubrieron porque la protección quimica de los cultivos no funciona contra las larvas Spodoptera

 

Un grupo de investigadores dirigidos por Daniel Giddings Vassão y Jonathan Gershenzon del Departamento de Bioquímica en el Instituto Max Planck para la Ecología Química en Jena, Alemania, han descubierto recientemente una estrategia desintoxicación antes desconocida en estos insectos plagas.

 

Las orugas del gusano cogollero y otras dos especies  Spodoptera  despliegan una enzima intestinal que cataliza la unión de un azúcar a la DIMBOA libre de tóxicos. El grupo azúcar se vuelve a unir en una orientación de imagen especular, de modo que la enzima de la planta no puede ser eliminada una segunda vez. Los científicos lo detectaron cuando analizaron los excrementos de la larva.

 

Espectrometría de masas moderna y altamente sensible y métodos nucleares de espectroscopia de resonancia magnética mostraron que la benzoxazinoid identificado en el excremento de las larvas ya no era idéntico a la sustancia que estaba en las hojas de la planta.

 

“Nos sorprendió que la diferencia entre el metabolito de insectos y el compuesto de la planta original era simplemente la configuración estereoquímica de un átomo. El cambio crucial, sin embargo, es el hecho de que el metabolito del insectos ya no reactiva a la enzima de la planta y la DIMBOA tóxico no se puede formar más. La elegancia de un mecanismo de este tipo se debe a su simplicidad, sin embargo,  si es posible que los insectos puedan ser envenenados “, dijo Felipe Wouters, que llevó a cabo los experimentos para su tesis doctoral en el instituto, que resume los resultados.

 

Al igual que su colega Daniel Giddings Vassão, Felipe Wouters de Brasil, donde el gusano cogollero causó grandes pérdidas en el rendimiento del maíz antes de la introducción del maíz Bt. Según un informe de Reuters este verano los agricultores brasileños se quejan de que el Bt no potege las plantas contra el gusano cogollero por mucho tiempo.

 

Los científicos del Instituto Max Planck ahora quieren identificar las enzimas y los genes de codificación que son responsables del proceso de desintoxicación en el gusano cogollero. Ellos también quieren buscar enzimas equivalentes en especies relacionadas y compararlas. DIMBOA es sólo un miembro de la gran variedad de benzoxazinoides tóxicos que se encuentran en las gramíneas.

 

Si los investigadores pueden obtener una visión más completa de cómo benzoxazinoides se metabolizan en las plagas de insectos, pueden ser capaces de diseñar mejores estrategias para reducir el daño de plagas.

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