• Reducir tamaño de letra

    Reducir tamaño de letra
  • Tamaño de letra original

    Tamaño de letra original
  • Aumentar tamaño de letra

    Aumentar tamaño de letra
  • Imprimir

    Imprimir

Xylella fastidiosa: nuevas oportunidades de investigación

Desde el descubrimiento de los primeros focos de Xylella fastidiosa en Córcega en 2015, el INRA ha concentrado sus investigaciones en desarrollar tecnologías para acelerar la detección y la identificación de esta bacteria en el territorio nacional. Los últimos descubrimientos en materia de insectos vectores y su interacción con el medio marcan una nueva fase de la investigación. Con el fin de mejorar las acciones de prevención y de adaptar los análisis y medidas profilácticos, los científicos remiten los modelos y herramientas de detección desarrollados a los organismos encargados de la gestión de crisis sanitarias en Francia: DGAL (Dirección General de Alimentación) y ANSES (Agencia Nacional de Seguridad Alimentaria, Ambiental y Laboral).

Espumadora común adulta (Philaenus spumarius) © J.-Y. Rasplus
Patricia Léveillé, traducido por Natalia Bermúdez
Actualización: 09/08/2019
Publicación: 26/06/2019

Hojas quemadas, desmedradas, secas y ennegrecidas… De las viñas californianas a las plantas ornamentales mediterráneas, pasando por los olivos italianos, más de 350 especies vegetales a lo largo del planeta (incluyendo especies forestales) corren el riesgo de verse infectadas con la bacteria Xylella fastidiosa.

Desde 2015, año en que por primera vez se detectó Xylella en Córcega y la región PACA (Provenza-Alpes-Costa Azul), y motivado por el Ministerio de la Agricultura, el INRA se embarcó en una batalla contra el tiempo. Su objetivo es desarrollar y perfeccionar técnicas de biología molecular ultramodernas para detectar la presencia de esta bacteria, enemiga mortal de las plantas, la cual es transmitida por medio de insectos vectores.

¡Misión cumplida! En tan solo dos años, los conocimientos sobre Xylella se han multiplicado. Actualmente, es posible detectar e identificarla, aun en cantidades ínfimas, en una gran cantidad de plantas huésped (1). Jean-Pierre Rossi, jefe del departamento adjunto INRA Sanidad Vegetal y Medio Ambiente, explica que las diferentes herramientas diseñadas por sus investigadores ya están en funcionamiento y han sido remitidas a las autoridades a cargo de la gestión de crisis sanitarias para garantizar el monitoreo del territorio y el seguimiento de la epidemia. Los investigadores han comenzado a rastrear la trayectoria evolutiva de esta bacteria en Europa, y particularmente en Francia. La gran diversidad genética de Xylella refleja su capacidad de evolucionar y de adaptarse a sus huéspedes. Es posible que la bacteria haya estado presente en Francia mucho antes de su primera detección en 2015. De hecho, los análisis llevados a cabo en las cepas americanas y las francesas revelan que estas últimas se separaron de sus primas americanas hace ya de 30 a 50 años. Estos datos han sido confirmados por estudios de modelos basados en datos de la distribución espacial de focos de Xylella en Córcega. Más allá de la detección de la bacteria, el INRA se dedica a la prevención y gestión de la enfermedad, privilegiando dos énfasis complementarios: los insectos vectores y la modelización.

La estrategia del «insecto centinela»

Esta estrategia consiste en utilizar los insectos vectores para monitorear la progresión de la enfermedad. La cigarra espumadora común (Philaenus spumarius) es un vector de la bacteria presente en todo el territorio y con una gran variedad de huéspedes, desde las gramíneas a los árboles. Actualmente, y gracias a los nuevos métodos de biología molecular de alto rendimiento, los investigadores del INRA pueden obtener dos datos de un solo insecto: su ADN y el ADN de la bacteria que alberga (su subespecie y cepa). Además, pronto podrán obtener el ADN de las plantas de las que el insecto se alimenta. Estas investigaciones constituyen un hito para la ciencia. Jean-Pierre Rossi explica con entusiasmo que dentro de poco tiempo será posible no solo identificar el ADN de la bacteria, sino también conectar el insecto a la planta huésped para conocer mejor su régimen alimentario. Información de este tipo permitirá a los científicos reconstruir las redes tróficas y desarrollar medidas profilácticas que nos ayudarán en el futuro.

La capacidad de detectar la bacteria en una población de insectos es de gran utilidad para identificar las zonas en riesgo. Por ejemplo, en Córcega, un 20 % de los insectos capturados en 2016 estaban contaminados, cifra que se eleva a 30 % en el caso de la maquia y estepa mediterránea. La identificación de reservas, como las estepas, permite vislumbrar soluciones que pongan a prueba distintas estrategias de gestión, como la destrucción de ciertas plantas cerca de cultivos sensibles. En este contexto, el estudio de redes tróficas es sumamente importante.

Del campo al mundo digital: herramientas de prevención que se complementen entre sí

La gran cantidad de datos recolectados en el campo (estructura de paisajes, distribución de la vegetación, etc.) es tratada a través de modelos matemáticos que permiten, mediante la simulación digital, poner a prueba escenarios de gestión para conocer sus posibles efectos. Actualmente, ya existen modelos estadísticos que conectan los sitios donde la bacteria ha sido descubierta con la información meteorológica. Estos modelos permiten reconstituir el potencial área de distribución de Xylella.

De hecho, los investigadores ya han estudiado tres subespecies presentes en Europa siguiendo estos modelos. Jean-Pierre Rossi explica que su equipo ha construido mapas a partir de los datos que los servicios estatales han recolectado en Córcega y la región PACA. Estos datos han sido consolidados con publicaciones científicas de otras regiones del mundo para construir modelos más completos. Además, existen otros modelos que permiten crear mapas de riesgo dinámicos, con el fin de anticipar los lugares donde la enfermedad podría tener un efecto agronómico considerable. Todos estos resultados sirven para organizar las medidas de vigilancia y concienciar sobre la profilaxis en el marco de la gestión sostenible.

Una biblioteca de códigos de barra de insectos

Desde el verano de 2015, los investigadores del INRA han establecido una lista de posibles vectores en Francia con miles de especímenes. Jean-Pierre Rossi explica que esto es sumamente importante, ya que los insectos capaces de transmitir la bacteria no son muy conocidos en Francia y la información sobre los vectores americanos no resulta útil al tratarse de especies y géneros diferentes.

Toda la información biológica de las especies es recopilada en Arthemis, una base de datos desarrollada por el INRA. Arthemis permite tratar la secuencia del código de barras de un insecto cualquiera y compararla con las secuencias de especies conocidas almacenadas en la base de datos. Esta herramienta de identificación masiva de vectores, además de ser rápida y fiable, es gratuita y accesible a todos.

. © Inra
© Inra

(1) Incluidas ciertas substancias químicas conocidas por trastornar las técnicas de amplificación del ADN y ciertos pigmentos presentes en los ojos de los insectos. Los nuevos métodos de la biología molecular han permitido superar muchos obstáculos tecnológicos.

Unidades del INRA involucradas
  • En el centro de Angers, un equipo del Instituto de Investigación en Horticultura y Semillas estudia la biología de la bacteria, su diversidad genética, su evolución y su potencial patógeno. Los investigadores desarrollan herramientas de detección e identificación de la bacteria y detallan la gama de plantas huésped de cepas de Xylella, ya sea americanas o francesas (https://www6.inra.fr/cirm/CFBP-Bacteries-associees-aux-Plantes).
  • En Montpellier, el Centro de Biología para la Gestión de las Poblaciones se centra en la identificación de insectos vectores, las plantas con las que se alimentan y la cepa bacteriana que portan. El laboratorio ha establecido una lista de vectores potenciales en Francia y en el resto de Europa, ha desarrollado una herramienta para su identificación en masa y ha divulgado el protocolo para mejorar y robotizar los protocolos de extracción. Además, fue este equipo el que desarrollo Arthemis DB@se, la librería de códigos de barra de vectores y base de datos abierta al público: http://arthemisdb.supagro.inra.fr/
  • En el centro de Avignon, la unidad de Bioestadística y de procesos espaciales lleva a cabo investigaciones sobre la modelización para prevenir enfermedades y gestionar el riesgo. Estos modelos son sumamente valiosos para comprender la difusión de la bacteria en relación con el clima y el espacio natural y para crear una cartografía de las zonas en riesgo.

Desde 2016, estos equipos comenzaron a publicar los resultados de sus investigaciones sobre Xylella fastidiosa. Estos incluyen cuatro publicaciones sobre los modelos matemáticos, dos sobre las bacterias y su diversidad y una sobre los insectos centinela.

Referencias:

  • Jacques M.-A., Denancé N., Legendre B., Morel E., Briand M., Mississipi S., Durand K., Olivier V., Portier P., Poliakoff F., Crouzillat D. 2016. New variants of coffee-infecting Xylella fastidiosa issued from homologous recombination. Applied and Environmental Microbiology, 82:1556-1568
  • Denance N, Legendre B, Briand M, Olivier V, de BoissesonC, Poliakoff F, Jacques M-A. 2017. Several subspecies and sequence types are associated with the emergence of Xylella fastidiosa in natural settings in France. Plant Pathology, 66:1054–1064
  • Soubeyrand, S., de Jerphanion, P., Martin, O., Saussac, M., Manceau, C., Hendrikx, P., & Lannou, C. 2018. Inferring pathogen dynamics from temporal count data: the emergence of Xylella fastidiosa in France is probably not recent. New Phytologist, 219:824–836.
  • Cruaud, A, Gonzalez, A-A, Godefroid, M, Nidelet, S, Streito, J-C, Thuillier, J-M, Rossi, J-P, Santoni, S, Rasplus, J-Y. 2018. Using insects to detect, monitor and predict the distribution of Xylella fastidiosa: a case study in Corsica. Scientific Reports, 8:15628. bioRxiv https://www.biorxiv.org/content/early/2018/01/01/241513. doi: https://doi.org/10.1101/241513
  • Martinetti, D. and Soubeyrand, S. (2019). Identifying lookouts for epidemio-surveillance: Application to the emergence of Xylella fastidiosa in France. Phytopathology, 109:265–276.
  • Godefroid, M, Cruaud, A, Streito, J-C, Rasplus, J-Y., Rossi, J-P. 2019. Xylella fastidiosa: climate suitability of European continent. Scientific Reports, 9:8844. https://www.nature.com/articles/s41598-019-45365-y.pdf
  • Abboud, C., Bonnefon, O., Parent, E., and Soubeyrand, S. 2019. Dating and localizing an invasion from post-introduction data and a coupled reaction–diffusion–absorption model. Journal of Mathematical Biology, https://doi.org/10.1007/s00285-019-01376-x

Colaboración europea

El INRA se ha involucrado en varios proyectos de investigación europea que buscan:
- mejorar los conocimientos mediante el apoyo a programas de investigación aplicada
- reforzar la vigilancia para garantizar la detección temprana y la rápida erradicación de potenciales nuevos focos.
- reforzar las acciones de sensibilización e información

> Más información disponible en francés e inglés http://institut.inra.fr/Reperes/Temps-forts/Une-feuille-de-route-europeenne-pour-lutter-contre-Xylella-fastidiosa

- Proyecto XF-ACTORS: Xylella Fastidiosa Active Containment Through a multidisciplinary-Oriented Research Strategy
- Proyecto POnTE: Pest Organisms Threatening Europe
- Proyecto PROMODE: Harmonized protocol for monitoring and detection of Xylella fastidiosa in its host plants and its vectors (Euphresco network)
- Proyecto CURE-Xf: Capacity Building and Raising Awareness in Europe and in Third Countries to Cope with Xylella fastidiosa