Un equipo de investigadores españoles ha desarrollado plantas capaces de brillar en la oscuridad y cambiar de color al ser infectadas por virus, una tecnología que permitirá detectar de forma temprana plagas y enfermedades en cultivos mediante cámaras fotográficas convencionales.
Una tecnología creada por investigadores españoles permitirá detectar de forma temprana plagas y enfermedades en cultivos gracias a plantas que brillan en la oscuridad y cambian de color al ser infectadas por virus.
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La investigación desarrollada por el Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (IBMCP), dependiente del CSIC y la Universitat Politècnica de València (UPV) ha creado un sistema de detección biológica de infecciones. El trabajo ha sido publicado en 'Nature Communications' y abre una nueva vía para identificar enfermedades en cultivos.
Emitir señales de luz diferentes según el estado de salud
Inspirado en la bioluminiscencia de los hongos, el equipo de investigadores ha desarrollado un sistema que permite a las plantas emitir señales de luz diferentes según su estado de salud. El cambio de iluminación revela la presencia de virus antes de que aparezcan síntomas visibles y puede detectarse con cámaras convencionales.
El sistema utiliza cuatro enzimas que modifican un compuesto natural de las plantas, el ácido cafeico, para generar una molécula capaz de emitir luz verde de forma constante al oxidarse. Esta reacción permite convertir a las plantas en sensores luminosos de su propio estado de salud.
Plantas transgénicas con genes de bioluminiscencia de hongos
El equipo probó el sistema en plantas transgénicas de 'Nicotiana benthamiana', una especie emparentada con el tabaco utilizada habitualmente en investigación. Para ello, incorporaron genes de bioluminiscencia de hongos mediante virus modificados, lo que permitió observar de forma visual la evolución de la infección y las áreas afectadas.
Los investigadores crearon después un sistema centinela capaz de detectar la infección por potyvirus mediante un cambio en el color de la luz emitida por la planta. En ausencia de virus, las plantas mantienen una señal amarilla constante, pero cuando son infectadas, una enzima del patógeno activa una variación de color visible con dispositivos económicos, lo que facilita la detección temprana.
Las técnicas tradicionales para diagnosticar enfermedades vegetales, como la PCR o el ELISA, ofrecen una alta precisión al identificar el material genético o las proteínas de los virus. Sin embargo, su aplicación requiere tiempo, equipos específicos y personal especializado en laboratorio.
Plantas centinela capaces de alertar de los primeros brotes
El sistema podría aplicarse inicialmente para la vigilancia temprana de enfermedades virales en invernaderos y cultivos controlados, utilizando plantas centinela capaces de alertar de los primeros brotes.
En el futuro, esta tecnología podría adaptarse a otros patógenos, como bacterias y hongos, y convertirse en una herramienta clave ante la expansión de nuevas amenazas agrícolas vinculadas al cambio climático.
En el proyecto también participan el Centro de Investigaciones Biológicas Margarita Salas (CIB-CSIC), la Unidad Central de Investigación en Medicina de la Universitat de València y el MRC Laboratory of Medical Sciences de Londres, que han contribuido al desarrollo de esta tecnología de detección temprana.