Globisporangium concavum sp. nov. and three oomycete species causing rhizome rot of lotus (Nelumbo nucifera) in Japan

En los rincones tranquilos y húmedos de los arrozales de Japón, prospera la loto, una planta acuática perenne, cuyas raíces gruesas y comestibles se cosechan para la alimentación. Estas raíces, llamadas rizomas, son un producto básico en los supermercados, que a menudo se venden frescas y se almacenan en condiciones frescas para mantener su textura crujiente. Sin embargo, como muchos cultivos cosechados, son vulnerables a invasores invisibles. Entre los más comunes de estos se encuentran los mohos de agua, un grupo de organismos que parecen y se comportan como hongos, pero que pertenecen a una familia biológica distinta. Mientras que los hongos verdaderos tienen paredes celulares hechas de quitina, los mohos de agua construyen las suyas a partir de celulosa, el mismo material resistente que se encuentra en las paredes celulares de las plantas. Estos organismos microscópicos son notorios por causar la podredumbre en los cultivos, especialmente en entornos húmedos, y pueden atacar incluso después de que una planta ha sido desenterrada y colocada en almacenamiento. Comprender exactamente qué especie está atacando a un cultivo específico es vital para los agricultores y los productores de alimentos, ya que diferentes especies pueden requerir diferentes estrategias de gestión para prevenir pérdidas.

Investigadores de la Universidad de Gifu dirigieron recientemente su atención a los rizomas de loto que habían comenzado a pudrirse mientras estaban en almacenamiento refrigerado. Entre 2014 y 2017, recolectaron muestras de supermercados donde las raíces habían desarrollado una decadencia suave y negra acompañada de un crecimiento blanco y velloso. Al aislar cuidadosamente los organismos responsables de esta podredumbre, el equipo identificó cinco cepas distintas de mohos de agua. Todas las cinco demostraron ser capaces de causar enfermedades cuando se introducían en tejido de loto sano, pero solo si el tejido había sido herido, como por un corte o una punción. Este hallazgo resalta una vulnerabilidad específica: los patógenos no pueden penetrar fácilmente la piel intacta de la raíz, pero prosperan una vez que la barrera se rompe, una condición que ocurre a menudo durante la cosecha y el manejo.

La investigación reveló una mezcla de culpables conocidos y desconocidos. Tres de las cepas aisladas fueron identificadas como especies ya conocidas por la ciencia: una era Globisporangium oryzicola, una especie previamente conocida por infectar plántulas de arroz; dos eran Phytopythium helicoides, un moho ya vinculado a la podredumbre del loto en Japón y China; y una era Pythium dissotocum, un patógeno común que habita en el suelo. El descubrimiento de estas tres especies en el loto confirma que la enfermedad es causada por un grupo diverso de organismos que pueden saltar entre diferentes cultivos cultivados en entornos húmedos similares. Sin embargo, el descubrimiento más significativo fue la cuarta cepa, que no coincidía con ninguna especie conocida. Este organismo, designado como la cepa GK16Ren2, representaba una nueva especie de moho de agua, la cual los investigadores nombraron Globisporangium concavum.

Para confirmar que este nuevo organismo era de hecho único, los científicos examinaron sus características microscópicas y compararon su código genético con el de sus parientes. Bajo un microscopio, la nueva especie producía estructuras esféricas que contenían sus células reproductivas, conocidas como oosporas. Lo que la diferenciaba era la forma de la pared que rodeaba estas estructuras. Mientras que la mayoría de las especies relacionadas tienen paredes lisas, las paredes de Globisporangium concavum eran notablemente indentadas o cóncavas, lo que les daba una apariencia ahuecada. Además, esta nueva especie producía una abundancia de protuberancias hinchadas y con forma de limón a lo largo de su cuerpo filamentoso, una característica que era rara en su pariente más cercano conocido. El análisis genético de su ADN confirmó además que ocupaba una rama distinta en el árbol genealógico de los mohos de agua, separada de todas las demás especies conocidas.

Los investigadores también probaron qué tan bien podían crecer estos organismos a diferentes temperaturas para comprender su comportamiento en el almacenamiento. La nueva especie, Globisporangium concavum, podía crecer a temperaturas de tan solo 3 grados Celsius, que es más frío que la temperatura mínima de su pariente Globisporangium oryzicola. Esta capacidad de crecer en el frío explica por qué la podredumbre aparecía en el almacenamiento refrigerado, donde las temperaturas se mantienen típicamente bajas para preservar las raíces de loto. De hecho, la enfermedad era más severa a estas bajas temperaturas que a temperatura ambiente, lo que sugiere que el almacenamiento en frío destinado a mantener el loto fresco podría favorecer inadvertidamente el crecimiento de estos patógenos específicos.

Este estudio proporciona el primer informe confirmado de Globisporangium oryzicola, Globisporangium concavum y Pythium dissotocum como causas de la podredumbre del rizoma de loto. La identificación de una nueva especie, Globisporangium concavum, añade una pieza crítica al rompecabezas de las enfermedades postcosecha que afectan a este importante cultivo. Al señalar los organismos exactos responsables y comprender sus rasgos específicos, como su necesidad de heridas para infectar y su capacidad para crecer en el frío, los hallazgos ofrecen una imagen más clara de los desafíos biológicos que enfrenta la producción de loto. El trabajo subraya que, incluso en entornos de almacenamiento controlados, una diversidad de vida microscópica puede amenazar la seguridad alimentaria, y que el descubrimiento de nuevas especies sigue siendo un proceso continuo en el estudio de la salud vegetal.