ARS News Service
Agricultural Research Service, USDA
Marcia Wood, (301) 504-1662, MarciaWood@ars.usda.gov
August 15, 2002

Tomorrow's wheat and barley plants might be equipped with genes that protect against a formidable fungal foe, Fusarium graminarium. This destructive fungus is responsible for a disease commonly known as wheat scab, or Fusarium head blight, which causes plump kernels to shrivel and take on an unhealthy, bleached, scabby appearance. Right now, there's no effective control for this plant disease, which caused estimated losses of $2.7 billion in 1998 to 2000 in the north-central and Great Plains states.

In a "dirty trick" strategy, scientists with the Agricultural Research Service, together with industry and university researchers, hope to use genes from Fusarium itself to undermine the fungus.

Their approach revolves around a natural process that Fusarium uses to invade plants. The fungus, in order to keep adding onto its rootlike growing tip, or hypha, has to periodically tear down its old hyphal cell walls and make new ones.

To do that, Fusarium manufactures cell wall-degrading enzymes called chitinase and glucanase. The scientists are inserting genes into experimental wheat plants that enable the plants to manufacture these same enzymes. Their goal? Disrupt the Fusarium growing tip's orderly invasion by overwhelming the fungus with chitinase and glucanase that it didn't make and can't control.

Research geneticists Patricia A. Okubara with the ARS Root Disease and Biological Control Research Unit in Pullman, Wash., and Ann E. Blechl at the ARS Crop Improvement and Utilization Research Unit, Albany, Calif., are collaborating in the research. Okubara, Blechl and co-inventors Thomas M. Hohn of Syngenta at Research Triangle Park, N.C., and Randy M. Berka of Novo Nordisk, Davis, Calif., are seeking a patent for the work.

Scientists have known about the role of chitinase and glucanase for years. But Okubara and Blechl are the first to use pieces of the Fusarium microbe's own chitinase and glucanase genes as anti-Fusarium genes in wheat. Details are in Agricultural Research magazine on the World Wide Web at:
http://www.ars.usda.gov/is/AR/archive/aug02/gene0802.htm

ARS is the U.S. Department of Agriculture's chief research agency.

Los propios genes de un hongo pueden ser el secreto de su ruina

Servicio Noticiero del Servicio de Investigación Agrícola (ARS siglas en inglés)
Departamento de Agricultura (USDA siglas en inglés)
Marcia Wood, (301) 504-1662, MarciaWood@ars.usda.gov
15 de agosto 2002

Las plantas de trigo y cebada del futuro podrían ser equipadas con algunos genes que las protegen contra un adversario formidable, el hongo 'Fusarium graminarium'. Este hongo destructivo es la causa de una enfermedad conocida como 'wheat scab' o 'Fusarium head blight', cual causa que el grano rollizo se marchite y tenga un aspecto insalubre, blanqueado y costroso.

En este momento, no hay un control efectivo contra esta enfermedad de plantas, que causó pérdidas estimadas de 2.7 mil millones de dólares en 1998 a 2000 en los estados de la región norte-central y la Zona de las Praderas en los Estados Unidos.

En una estrategia de la 'mala jugada', los científicos del Servicio de Investigación Agrícola (ARS), juntos con investigadores de la industria y universidades, esperan a usar algunos genes del mismo hongo 'Fusarium' para impedirlo.

Su método utiliza un proceso natural que el 'Fusarium' usa para invadir las plantas. El hongo, para aumentar su punta creciente llamada 'hypa', similar a una raíz, periódicamente tiene que desgarrar las paredes de las células de la 'hypa' para producir nuevas células.

Para hacerlo, el hongo produce dos enzimas llamadas 'chitinase' y 'glucanase' que descomponen las paredes de las células. Los científicos están insertando genes adentro de plantas de trigo que les da la habilidad de producir estas mismas enzimas. El objetivo es la disrupción de la invasión ordenada de la 'hypa' del 'Fusarium' al abrumar el hongo con 'chitinase' y 'glucanase' cuales el hongo no ha producido y no puede controlar.

Dos genetistas del ARS--Patricia A. Okubara con la Unidad de Investigación de las Enfermedades de Raíces y el Control Biológico en Pullman, Washington, y Ann E. Blechl de la Unidad del Mejoramiento y la Utilización de las Cosechas en Albany, California--están colaborando en la investigación. Ellas y los otros creadores, Thomas M. Hohn de la empresa Syngenta en Research Triangle Park, Carolina del Norte, y Randy M. Berka de la empresa Novo Nordisk en Davis, California, están tratando de obtener una patente por el trabajo.

La comunidad científica ha tenido conocimiento sobre el papel de 'chitinase' y 'glucanase' por mucho tiempo. Pero Okubara y Blechl son las primeras con la idea de usar piezas de los mismos genes que causan la producción del 'chitinase' y 'glucanase' por el 'Fusarium' para combatir el mismo hongo en el trigo.

Más detalles están en la revista 'Agricultural Research' de agosto, disponible en el Internet en:
http://www.ars.usda.gov/is/AR/archive/aug02/gene0802.htm

ARS es la agencia principal de investigaciones científicas del Departamento de Agricultura de Estados Unidos.