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Ciencia

La pitomba ayuda en la lucha contra las plagas

Una proteína extraída de la semilla de este fruto elimina hongos y gorgojos

MIGUEL BOYAYAN

El insecto adultoMIGUEL BOYAYAN

La pitomba (Talisia esculenta) no es tan solo el fruto amarillento y dulce de un árbol que alcanza hasta 10 metros de altura y es propio de las regiones norte y nordeste de Brasil. La palabra pitomba, de origen tupí, significa también bofetada, sopapo o patada fuerte. De alguna manera, la bioquímica Maria Lígia Macedo, de la Universidad Federal de Mato Grosso do Sul (UFMS) de Três Lagoas, dio precisamente una ‘pitomba’ a los hongos y a los bichos conocidos como gorgojos, que atacan las variedades de fríjol más consumidas en Brasil y en el África subsahariana, y que, durante los períodos de infestación intensa, pueden ocasionar la pérdida total de los granos de fríjol, soja y maíz almacenados.

De la semilla de este fruto, del tamaño de una aceituna, Macedo extrajo una proteína – específicamente, una lectina – que redujo en un 60% el crecimiento de dos especies de hongos y acabó casi con la totalidad de los cascarudos, que tanto daño causan tanto a las plantas como a los granos almacenados. Si las pruebas de campo comprueban la eficacia obtenida en el laboratorio, esta molécula puede convertirse en una opción en el combate contra estas plagas y reemplazar a los defensivos agrícolas, tóxicos para los animales y para los seres humanos.

La lectina de la pitomba, también conocida por la sigla TEL, de Talisia esculenta lectin, se mostró versátil al inhibir el desarrollo de hongos de amplia acción: actúa contra el Fusarium oxysporum, que ataca también las hojas de la caña de azúcar y del café, y contra el Colletotrichum lindemuthianum, causante de la antracnosis, una enfermedad común en la agricultura, que provoca manchas oscuras en los mangos, por ejemplo. Fue eficaz también contra las larvas de dos especies de coleópteros que dejan los granos de fríjol con más agujeros que si fuese un queso suizo: el Callosobruchus maculatus y elZabrotes subfasciatus. Ambos se lanzan no solamente sobre la arveja, una leguminosa de consumo modesto en Brasil, sino también sobre el fríjol, una de las principales fuentes de proteínas y carbohidratos en el país.

Maria Lígia y los investigadores de la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp), de la Universidad Estadual del Norte Fluminense (UENF) y de la Fundación Oswaldo Cruz (Fiocruz) aún no saben a ciencia cierta cómo funciona la lectina contra los hongos y los gorgojos. Sospechan que dicha proteína impide el crecimiento de esos organismos, al combinarse con otra molécula llamada quitina, que es el principal componente de la pared celular de los hongos. Al reaccionar con la quitina, la TEL causaría alteraciones que inviabilizarían el crecimiento de las hifas – las ramificaciones halladas en la mayoría de los hongos. En el caso de los insectos, parece inhibir la acción de enzimas digestivas que contienen azúcar en su composición, y unirse a una estructura similar a una membrana – conocida como estructura peritrófica, que recubre internamente el intestino de estos insectos y es rica en quitina -, causando un desequilibrio en la absorción de nutrientes.

Plantas distantes
La TEL tiene una secuencia de alrededor de 20 aminoácidos (los bloques que componen las proteínas) similar a la un compuesto extraído del arroz: el inhibidor de la alfa-amilasa, que participa del mecanismo de defensa de las plantas, debido a que actúa sobre una de las enzimas digestivas de los insectos: la alfa-amilasa. Con base en esa pista, Maria Lígia decidió estudiar la acción de la lectina de la pitomba contra los gorgojos, pues otras lectinas ya conocidas -extraídas de la arveja, del germen de trigo, de la ortiga y de la papa- actuaban contra el Callosobruchus, pero no mostraban efecto tóxico contra el Zabrotes.

La TEL apareció como una alternativa prometedora, por pertenecer a una familia de plantas (las sapindáceas) distante de las leguminosas, desde el punto de vista genético y evolutivo. “Como los gorgojos no habían estado en contacto con la proteína de la pitomba, cabía la posibilidad de que la lectina funcionase”, comenta Maria Lígia, que conocía las semillas de pitomba desde su infancia en Fortaleza, cuando oía con frecuencia que la gente del lugar sostenía que las gallinas que comen el carozo de la pitomba siempre mueren. El dicho popular no inspiró ninguna investigación más profunda en dicha área, pero abrió otro camino: en colaboración con el equipo de Sérgio Marangoni, del Instituto de Biología de la Unicamp, la investigadora purificó y caracterizó la lectina de la pitomba, en un trabajo llevado a cabo con financiamiento de la Fundación de Apoyo y Desarrollo de la Enseñanza, la Ciencia y la Tecnología del Estado de Mato Grosso do Sul (Fundect).

Al mismo tiempo, Maria Lígia comprobó in vitro la interacción entre la nueva lectina y las enzimas digestivas de las larvas de esos gorgojos, y constató que la TEL no sufre la acción de éstas: al no ser digerida, parece que se acumula en el intestino de los insectos, provocando una especie de indigestión. Evaluó también la eficacia de la lectina de la pitomba en el combate contra las larvas que se alimentan de granos – los coleópteros adultos únicamente se reproducen sobre los frijoles.

El equipo de la investigadora dispuso a las hembras de las dos especies de gorgojos para que depositaran huevos sobre las semillas artificiales, elaboradas con un cápsula gelatinosa hecha a base de una mezcla de masa de caupí (Vigna unguiculata) y lectina de pitomba en concentraciones variables (entre un 0,5% y un 2%). Tras la eclosión de los huevos, el 90% de las larvas que consumieron el falso fríjol que contenía una concentración de un 2% de TEL murió, como indica un estudio publicado en Biochimica et Biophysica Acta de agosto.

Pero lo más sorprendente fue que la lectina de la pitomba eliminó no solamente las larvas de Callosobruchus maculatus, la principal plaga del caupí, muy consumido en el nordeste de Brasil y en el África subsahariana. La proteína también mostró un efecto inédito para una lectina vegetal, que normalmente sirve como nutriente en el proceso de germinación de la semilla: mató las larvas del Zabrotes subfasciatus, que al margen del caupí, ataca también otro tipo de semilla mucho más común: el fríjol (Phaseolus vulgaris).

El equipo de Mato Grosso do Sul pretende experimentar en breve la pulverización del extracto de lectina de la pitomba en cultivos de maíz y soja, una alternativa más accesible para las pequeñas plantaciones, y también estudiar la acción de la TEL contra otro gorgojo del fríjol: el Acanthoscelides obtectus, y contra las orugas de tres mariposas: la Spodoptera frugiperda, predadora del maíz; la Diatrea saccharalis, que ataca la caña; y la Anticarsia gemmatalis, que daña las hojas de la soja.

Maria Lígia considera también la posibilidad de producir plantas genéticamente modificadas capaces de expresar lectina de pitomba en niveles que combatan insectos – y para ello no sería preciso mucho, ya que la proteína funcionó en una concentración considerada más baja (un 2%) que la producida naturalmente por las plantas (entre un 2% y un 10%). “Sería una alternativa para las grandes plantaciones”, comenta la bioquímica.

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