Del sòl fins al club de les arrels: l’hèrnia de la col
Open PDF in new window.
Edel Pérez-López 1
1Département de Phytologie, Faculté des Sciences de l’Agriculture et de l’Alimentation, Centre de Recherche et d’Innovation des Végétaux, Université Laval, Québec City, QC, CanadaEntre els milions de microorganismes que habiten els sòls, alguns poden ser patògens de les plantes, és a dir, poden causar malalties a les plantes. Algunes malalties són més conegudes que d’altres. Aquest és el cas de l’hèrnia de la col, un microorganisme molt atípic que infecta plantes crucíferes, com la col, la col verda (kale), la colza i la planta Arabidopsis thaliana, molt utilitzada en recerca. En aquest article, us parlaré més sobre l’hèrnia de la col perquè encara hi ha molt a descobrir sobre el patogen i la malaltia. Potser en el futur formareu part del nostre laboratori i investigareu un fascinant patogen del sòl.
UN CONTE DE PROTISTS I PLANTES
Els sòls estan vius. Insectes, cucs i microorganismes viuen al sòl i molts d’ells viuen en estreta interacció amb les plantes. Aquestes interaccions no sempre són beneficioses per a les plantes. El sòl també alberga criatures que representen un risc per a plantes ecològicament i econòmicament importants. Alguns fongs i cucs són patògens del sòl ben coneguts per a les plantes, però no són els únics. Alguns protists també són patògens devastadors de plantes del sòl, tot i que són menys estudiats i coneguts. Els protists són organismes unicel·lulars que no són animals, plantes ni fongs.
El patogen de l’hèrnia de la col, o Plasmodiophora brassicae, com el diuen els científics, és un protist que afecta les arrels de les plantes crucíferes, com el bròquil, la col, la coliflor, la planta oleaginosa coneguda com a colza, i Arabidopsis thaliana, que s’utilitza àmpliament en la recerca sobre plantes [1]. Arabidopsis i la colza són dos hostes importants per al patogen de l’hèrnia de la col, però per diferents raons (Figura 1). Arabidopsis és una planta molt útil per als científics que estudien diversos aspectes de les plantes, com els seus genomes, ecologia i relacions amb microorganismes beneficiosos o patògens [2]. Les plantes de Arabidopsis infectades per el patogen de l’hèrnia de la col són el model perfecte per estudiar com el patogen afecta la planta. Una altra planta extremadament important des d’un punt de vista econòmic és la colza (Figura 1). La colza és la font de l’oli de colza, un producte utilitzat a moltes cuines de tot el món. Només a Canadà, la colza representa al voltant de 26 mil milions de dòlars canadencs per a l’economia canadenca, per la qual cosa un patogen que posi en perill la producció de colza podria ser devastador per a l’economia [1].
EL CICLE DE VIDA DEL PATOGEN DE L’HÈRNIA DE LA COL
El patogen de l’hèrnia de la col pot viure al sòl fins a 20 anys com a espora inactiva. Les espores són estructures creades per alguns patògens de plantes que es dispersena l’ambient i tenen una paret cel·lular gruixuda que les ajuda a sobreviure durant molts anys al sòl quan no poden infectar una planta. Si una planta susceptible creix en un sòl que conté espores del patogen de l’hèrnia de la col, les espores en repòs “es desperten” transformant-se en zoòspores i s’adhereixen a les arrels de la planta per iniciar una infecció. El procés d’infecció es divideix en dues fases: infecció primària i infecció secundària (Figura 2A). Durant la infecció primària, el patogen de l’hèrnia de la col arriba a les arrels i les penetra, iniciant així la infecció. Tot i que la infecció primària és important, és durant la infecció secundària quan el patogen indueix la formació de les gal·les, també anomenades “clubs” en anglès, a les arrels de les plantes susceptibles. Les gal·les són inflamacions anormals dels teixits de la planta causades per patògens o insectes. Les gal·les impedeixen que la planta absorbeixi aigua i nutrients del sòl i finalment causen la mort de la planta. El cicle de vida del patogen de l’hèrnia de la col conclou amb la producció de noves espores, que es llancen de nou al sòl, preparades per infectar una nova planta.
“CLUBROOTS” O UN CLUB A LES ARRELS?
Les gal.les (“clubs en anglès”) són la raó per la qual aquesta malaltia és coneguda com a clubroot en anglès. Quan vaig sentir parlar del “clubroot” per primera vegada, vaig pensar que volia dir “un club a les arrels”. No obstant això, per molt divertit que soni, aquesta expectativa és molt diferent de la realitat (Figura 2B). Si algú està gaudint a l’arrel infectada, definitivament no és la planta! La realitat és que les gal·les induïdes pel patogen de l’hèrnia de la col són devastadores. Al laboratori, vam trobar que 21 dies després d’afegir el patogen al sòl, les plantes susceptibles comencen a morir. El xilema i el floema, que són els canals utilitzats per les plantes per transportar aigua i nutrients, estan totalment bloquejats. També és interessant notar que les gal·les causades pel patogen són força similars en diferents hostes vegetals (Figura 3).
COM PODEM GESTIONAR EL PATOGEN DE L’HÈRNIA DE LA COL I LLUITAR CONTRA LA MALALTIA?
Tot i que el patogen de l’hèrnia de la col i la malaltia que causa es van descobrir als anys 1600, hi ha moltes coses que els científics no saben [1]. Per gestionar el patogen, els agricultors han utilitzat productes químics, com els fungicides, amb poc èxit. Cultivar plantes resistents a la malaltia és la millor estratègia. Tanmateix, després de només uns anys, el patogen desenvolupa noves estratègies per infectar aquestes plantes resistents, fent-les susceptibles a la malaltia de l’hèrnia de la col.
Estem intentant lluitar contra un enemic que no entenem gaire bé, així que el primer pas en la guerra contra la malaltia de l’hèrnia de la col és descobrir tots els trucs que aquest patogen té amagats. A la Universitat Laval (Ciutat de Quebec, Canadà), els científics estan fent passos importants per entendre el patogen i la malaltia que causa. Volen saber com el patogen escapa al sistema immunitari de les plantes i com pot fer que les cèl·lules creixin per formar les gal·les. El seu objectiu final és desenvolupar plantes que siguin resistents a la malaltia de l’hèrnia de la col i que puguin sobreviure en un camp amb o sense espores del patogen. Potser d’aquí a uns anys, vosaltres, joves ments curioses que llegiu això, formeu part de l’equip que lluita contra aquest intrigant patogen.
GLOSSARI
Patogen del sòl
Microorganismes que sobreviuen i es desplacen pel sòl i poden malmetre les plantes.
Protists
Petits organismes unicel·lulars que no són animals, plantes ni fongs.
**Plantes crucíferes **
Plantes de la família Brassicàcies, incloent-hi moltes verdures de fulla verda com la coliflor, la col, la col verda (kale), el creixen de jardí, el bok choy (bleda xinesa), el bròquil i les cols de Brussel·les.
Espora
Estructura creada pel patogen de l’hèrnia de la col que té una paret cel·lular gruixuda per ajudar-la a sobreviure durant molts anys al sòl quan no pot infectar una planta.
Gal·les
Inflamacions o creixements anormals dels teixits de les plantes causats per microbis patògens de plantes o insectes.
REFERÈNCIES
[1] Botero, A., García, C., Gossen, B.D., Strelkov, S.E., Toddd, C.D., Bonham-Smith, P.C. and Pérez López, E. 2019. Clubroot disease in Latin America: distribution and management strategies. Plant Pathol. 68: 827-833. +
[2] Krämer, U. 2015. Planting molecular functions in an ecological context with Arabidopsis thaliana. eLife. e06100.DOI:10.7554/eLife.06100
[3] Auer, S. and Ludwig-Müller, J. 2015. Biological control of clubroot (Plasmodiophora brassicae) by the endophytic fungus Acremonium alternatum. J Endocytobiosis Cell Res. 26: 46-49.
**EDITED BY: **Helen Phillips
**SCIENTIFIC MENTOR: **Lynette Cheah
CITATION: Pérez-López E (2021) From the Soil to the Club in the Roots: Clubroot. Front. Young Minds 9:562915. doi: 10.3389/frym.2021.562915
CONFLICT OF INTEREST**: **The authors declare that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest.
COPYRIGHT © 2021 Pérez-López. This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) and the copyright owner(s) are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.
REVISORS JOVES
JUNIPER, EDAT: 11
M’agrada llegir i programar. També m’agraden els animals. Les meves assignatures preferides a l’escola són les matemàtiques i l’art.
AUTORS
EDEL PÉREZ-LÓPEZ
Sóc professor adjunt al departament de Ciències Vegetals de la Universitat Laval, a la ciutat de Quebec, Canadà. Sóc d’un petit poble agrícola de Cuba i l’agricultura sempre ha format part de la meva vida. Per això vaig decidir estudiar bioquímica i investigar els patògens que afecten les plantes i l’agricultura. L’any 2018, quan vaig conèixer per primera vegada l’hèrnia de la col i la malaltia que provoca, em vaig enamorar d’aquest patogen tan intrigant, i ara és una part central de la meva recerca. Espero que algun dia, un de vosaltres, una ment curiosa que llegeix això, pugui formar part d’Edelab (https://edelabcriv.com/) per descobrir els misteris darrere de les interaccions entre patògens i plantes. *edel.perez-lopez.1@ulaval.ca
TRADUCTORA
SANDRA****VARGA
La Sandra és Professora Associada a la Universitat de Lincoln, el Regne Unit. A part d’impartir classes en biologia, fa recerca investigant les relacions entre les plantes i el sòl per entendre com el canvi climàtic està afectant aquestes interaccions, i investiga com els microbis del sòl poden contribuir a la producció de plantes d’una manera més sostenible.
CITATION (TRADUCCIÓ)
This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC-BY 4.0). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) and the copyright owner(s) are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.
**Recommended citation format: **Pérez-López E (2025) From the Soil to the Club in the Roots: Clubroot. (Catalan translation: Varga S). Translating Soil Biodiversity & Front. Young Minds. Originally published in 2021, doi: 10.3389/frym.2021.562915
FINANÇAMENT (TRADUCCIÓ)
L’equip Translating Soil Biodiversity agraeix el suport del Centre Alemany per a la Recerca Integrativa en Biodiversitat (iDiv) Halle-Jena-Leipzig, finançat per la Fundació Alemanya per a la Recerca (DFG FZT 118, 202548816).
Figures
Figura 2: Cicle de vida de l’hèrnia de la col i establiment de la malaltia. (A) El patogen de l’hèrnia de la col pot existir durant anys com una espores en repòs al sòl. Quan l’espora entra en contacte amb una planta susceptible, es transforma en zoòspora, infecta les arrels i forma gal·les. Les arrels infectades eventualment alliberen més espores al sòl, que poden infectar noves plantes. (B) Planta sana vs. planta infectada per l’hèrnia de la col. (A) Basat en Auer i Ludwig-Müller [3] i creat amb BioRender.
