Investigadores del Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (IBMCP), centro mixto de la Universitat Politècnica de València y el CSIC, han llevado a cabo un estudio que muestra cómo plantas de tomate genéticamente modificadas aumentan su resistencia a la plaga del insecto Tuta absoluta. Los resultados del trabajo han sido publicados en la revista BMC Plant Biology.

Las plantas son organismos sésiles, es decir, que nacen, crecen y mueren en el mismo sitio. Al no disponer de la capacidad de desplazarse ante determinados ataques, su evolución les ha proporcionado una gran diversidad genética, permitiendo a las plantas superar distintas situaciones de estrés. A pesar de ello, anualmente, alrededor del 40 % de la producción mundial de cultivos se pierde debido a plagas y patógenos, y un 13 % debido a insectos.

Luis Cañas, investigador del CSIC en el IBMCP, señala que “el insecto minador Tuta absoluta se ha convertido en una de las principales plagas que amenazan los cultivos de tomate en todo el mundo, y sin la gestión adecuada puede causar pérdidas de entre el 80 y el 100 % de la producción. Para hacer frente a esta amenaza necesitamos fortalecer los arsenales de defensa de las plantas, y una de las alternativas que se estudian es la incorporación a las plantas, mediante ingeniería genética, de genes defensivos de especies filogenéticamente lejanas como son los inhibidores de proteasas presentes en la cebada”.

José Pío Beltrán, profesor de investigación del CSIC también en el IBMCP, explica que “en este trabajo se ha investigado el efecto in vivo de un inhibidor de serín proteasa (BTI-CMe) y un inhibidor de cisteín proteasa (Hv-CPI2) aislados de la planta de la cebada sobre el insecto Tuta absoluta. Para ello hemos introducido ambos inhibidores por separado y también juntos en plantas transgénicas de tomate. Las larvas de Tuta absoluta alimentadas con las plantas transgénicas dobles mostraron una notable reducción de peso. Además, sólo el 56 % de las larvas alcanzó la etapa adulta. Los adultos emergentes mostraron deformidades de las alas y reducción de la fertilidad.

También se ha estudiado el efecto de la ingesta de los inhibidores de proteasa sobre las enzimas digestivas de los insectos”.

“Los resultados de nuestro trabajo muestran una disminución en la actividad tripsina larvaria. Los inhibidores de proteasas en las plantas transgénicas de tomate atrajeron a especies de insectos depredadores de la Tuta absoluta, como el Nesidiocoris tenuis, pero no tuvieron efectos sobre ellos. También estudiamos si los mecanismos defensivos de las plantas se activaban en los tomates transgénicos. Curiosamente, la expresión de la cistatina de cebada promovía la defensa de la planta, induciendo el gen del inhibidor de proteasa 2 (Pin2) endógeno del tomate e inducible por herida. Además, en las plantas transgénicas aumentó la producción de tricomas glandulares y se alteró la emisión de compuestos orgánicos volátiles”, añade Cañas.

“Por tanto, nuestro trabajo muestra que sería posible llevar a cabo un control integrado de Tuta absoluta combinando cultivos transgénicos y control biológico simultáneamente”, concluye Beltrán.

Este trabajo, en el que también han participado investigadores del Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias (IVIA), es de gran interés para el sector agrícola, ya que demuestra la utilidad de la co-expresión de diferentes inhibidores de proteasas para el aumento de la resistencia de las plantas a plagas.

Rim Hamza, Meritxell Pérez-Hedo, Alberto Urbaneja, José L. Rambla, Antonio Granell, Kamel Gaddour, José P. Beltrán & Luis A. Cañas. Expression of two barley proteinase inhibitors in tomato promotes endogenous defensive response and enhances resistance to Tuta absoluta. BMC Plant Biology (2018) 18:24. DOI 10.1186/s12870-018-1240-6.