La chinche verde (Nezara viridula) es una plaga polífaga que afecta principalmente a los cultivos extensivos así como a los hortícolas. En soja, se calcula que cada año provoca pérdidas de hasta 5% en los rendimientos. Un grupo de investigación de la Facultad de Agronomía de la UBA (FAUBA), que desde hace años viene realizando estudios al respecto, logró determinar cuáles son los compuestos de la saliva de los insectos que dañan a las semillas en desarrollo de la oleaginosa, con resultados que a futuro podrían servir para desarrollar nuevas tecnologías que ayuden a fortalecer las defensas de las plantas. El hallazgo fue publicado en la revista Scientific Reports, del grupo Nature.
Un grupo de investigación de la FAUBA y el Conicet logró describir la composición de la saliva de este insecto, que provoca fuertes pérdidas en cada campaña. A futuro, buscan aumentar las defensas de las plantas.
Jorge Zavala, docente de la cátedra de Bioquímica de la FAUBA e investigador del Instituto de Investigaciones en Biociencias Agrícolas y Ambientales (INBA-UBA/Conicet), explicó que muchas veces los agricultores recién advierten los daños causados por la chinche verde en la soja tras la cosecha, cuando es demasiado tarde porque los granos ya quedaron afectados en su poder germinativo, en la calidad industrial y en el rendimiento. Ante esta situación, Zavala lidera un grupo de investigación que estudia las interacciones de las chinches con el cultivo de soja. El grupo ha publicado diferentes estudios complementarios que abordan la problemática desde el punto de vista del cultivo, la chinche e incluso las bacterias que habitan en el intestino de estos insectos.
Una maquinaria sofisticada
“Inicialmente estudiamos el efecto bioquímico de la picadura de la chinche en la soja, para conocer los mecanismos de defensa de la planta en relación a los que pone en práctica frente a otros insectos. Nuestro último trabajo publicado permitió demostrar que en realidad no es el daño mecánico que el insecto genera con su estilete suctor lo que afecta a la planta, sino la composición de la saliva”, explicó Romina Giacometti, docente de la cátedra de Bioquímica de la FAUBA e investigadora del INBA, quien es la primera autora de la publicación.
Durante cuatro meses, recolectaron la saliva de más de 2 mil insectos de manera artesanal. En total, se logró juntar un mililitro de saliva, suficiente para avanzar en la investigación.
“Este trabajo de investigación nos permitió estudiar e identificar las enzimas que participan en la digestión de las semillas picadas. Por ejemplo, pudimos comprobar la actividad de enzimas amilasas que degradan el almidón y de proteasas capaces de digerir las proteínas de las semillas. Asimismo, encontramos varios aminoácidos, posiblemente como producto de la degradación de las proteínas. Por otro lado, las enzimas digestivas pueden actuar disminuyendo defensas físicas de las semillas contra el ataque de plagas”, dijo Zavala, y añadió: “Nuestro estudio muestra que la saliva posee una alta actividad de enzimas pectinolíticas, que degradan las pectinas y ablandan la pared celular, permitiendo que las chinches se alimenten más fácilmente. Sin embargo, encontramos otros compuestos orgánicos que le permiten a la semilla detectar el daño de estos insectos y activar pasos metabólicos de alarma, que aumentan la producción de compuestos de defensa”.
Giacometti detalló que “cuando la planta detecta las moléculas que contienen la saliva de la chinche, como respuesta genera un mecanismo específico de defensa, mediante un conjunto de hormonas que viajan, como una alarma, por toda la planta. Estas enzimas vinculadas con las defensas van avisando sobre el peligro de otro posible ataque a las otras semillas que se están desarrollando, a las hojas y a las raíces. Es un mecanismo muy interesante, ya que como respuesta, se sintetizan hormonas y metabolitos secundarios para que, ante la llegada de otro insecto, se modifiquen los compuestos volátiles y el sabor de lo que va a ingerir y, muchas veces, se genere un efecto de rechazo”.
La investigación de la FAUBA involucró la colecta de chinches en el campo, su cría y su reproducción en el laboratorio. Luego, se llevó adelante un laborioso trabajo para recolectar la saliva de los insectos y un registro fotográfico del proceso, que incluyó imágenes descriptivas del aparato picador-suctor por microscopía de barrido electrónico. Además, se realizó un análisis de proteómica en Argentina y otro de metabolómica en Estados Unidos, entre diferentes estudios, para caracterizar la saliva de Nezara.
Durante cuatro meses, Giacometti y un grupo de estudiantes de doctorado recolectaron la saliva de más de 2 mil insectos de manera artesanal, gota a gota. Los insectos se enfriaron para ralentizar su actividad y metabolismo, luego se colocaron hacia arriba y, cuando volvieron a la temperatura ambiente, los investigadores recogieron la saliva secretada con la ayuda de un microscopio y una pipeta. En total, se logró juntar un mililitro de saliva, suficiente para avanzar en la investigación.
Con parte de esa saliva, la investigadora viajó a la Universidad de Georgia, Estados Unidos, para completar los estudios en el laboratorio del investigador Arthur Edison, mediante un proyecto de colaboración entre la National Academy of Sciences y el Conicet. Allí evaluaron los metabolitos y las proteínas que están presentes en la saliva con tecnología de resonancia magnética nuclear.
Biotecnología
El trabajo involucró un registro fotográfico del proceso, con imágenes descriptivas del aparato picador-suctor, obtenido por microscopía de barrido electrónico.
Zavala indicó que los actuales cultivos transgénicos de soja poseen la tecnología Bt, que brinda protección contra los insectos lepidópteros, pero que no controlan a la chinche. “Entonces la única forma de controlarlas es con insecticidas, y generalmente se aplican dosis altas”, advirtió. Ante esta situación, consideró que se podrían desarrollar nuevas investigaciones aplicadas en el laboratorio, que representan una alternativa al uso de productos químicos.
“Estas investigaciones nos sirven para entender qué compuestos son los que la planta de soja detecta específicamente y actúan para aumentar las defensas. En la medida que los identifiquemos, en el futuro podemos manipularlos y aplicarlos de alguna manera para que la planta de soja tenga más defensa y la chinche no la quiera comer”, agregó Zavala.
Giacometti agregó que “a futuro se podría trabajar sobre esas proteínas que la chinche inyecta en la planta y recorrer un camino inverso como para proteger genéticamente al cultivo de la soja ante el ataque de estos insectos”.
