Investigadores del CSIC desarrollan plantas bioluminiscentes para la detección temprana de virus agrícolas

Un equipo de investigación liderado por el Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (IBMCP), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universitat Politècnica de València (UPV), ha diseñado un sistema de vigilancia biológica basado en plantas que emiten luz. El método, publicado en la revista Nature Communications, permite identificar infecciones virales de forma autónoma antes de que los síntomas sean visibles para el ojo humano.

El sistema utiliza un mecanismo de bioluminiscencia inspirado en el funcionamiento de ciertos hongos. Los científicos han logrado que las plantas transformen el ácido cafeico, un compuesto natural presente en su organismo, en una molécula que emite luz al oxidarse. Mediante ingeniería genética, se ha programado a ejemplares de Nicotiana benthamiana para emitir una luz amarilla constante mientras el organismo permanece sano, funcionando como un indicador de estado operativo.

Al producirse una infección por potyvirus, el género de virus más extenso y perjudicial para la agricultura, una enzima del patógeno activa un cambio en la señal luminosa, que vira del amarillo al verde. Según los autores del estudio, este cambio cromático puede ser registrado mediante cámaras fotográficas convencionales y sistemas automatizados de bajo coste, lo que facilita el monitoreo continuo en entornos de cultivo controlados.

Diego Orzáez, investigador del CSIC en el IBMCP y uno de los autores principales, describe el avance como un «detector de humos biológico» integrado en el propio cultivo. El equipo demostró la eficacia del método en escenarios de cultivo intercalado, donde las plantas centinela detectaron la presencia de virus en ejemplares de tomate antes de que estos mostraran cualquier signo externo de enfermedad, lo que permite una intervención rápida para evitar la propagación de la plaga.

Frente a las técnicas de diagnóstico tradicionales como la PCR o los ensayos ELISA, que requieren personal especializado, toma de muestras y procesamiento en laboratorio, las plantas centinela operan de manera continua y autónoma. Marta Vázquez, investigadora postdoctoral en el IBMCP, destaca que este diseño de doble salida reduce el riesgo de falsos negativos, puesto que si la planta dejara de emitir luz por completo, también se interpretaría como una señal de alerta sanitaria.

La aplicación inmediata de esta tecnología se orienta a la vigilancia temprana en invernaderos y sistemas de producción de alta eficiencia. No obstante, los investigadores señalan que el principio fundamental es adaptable para la detección de otros agentes patógenos, como bacterias u hongos. Esta herramienta se perfila como un recurso estratégico ante la aparición de nuevos patógenos invasores en el contexto actual de cambio climático y globalización comercial.

El estudio ha contado con la colaboración de investigadores del CSIC y la UPV, consolidando una metodología que permite a los propios cultivos actuar como sensores activos de su estado de salud, optimizando así el control fitosanitario y reduciendo la dependencia de análisis externos complejos.