Advanced Molecular and Nanotechnological Approaches for Controlling Cucurbits Powdery Mildew

Abstract

El oídio es una enfermedad fúngica de gran impacto económico en numerosos cultivos. En cucurbitáceas, el principal agente causal es Podosphaera xanthii, un hongo biotrofo obligado. Su control depende en gran medida de fungicidas químicos, pero la rápida aparición de resistencias reduce su eficacia y aumenta el impacto ambiental. En este contexto, esta tesis explora alternativas sostenibles basadas en ácidos nucleicos y nanotecnología. Primero, se evaluó el silenciamiento génico inducido por pulverización (SIGS) utilizando dsRNA dirigido al gen de la quitina desacetilasa (PxCDA) y a la familia de efectores quitinasas (PxEWCA) de P. xanthii. La aplicación de dsRNA redujo significativamente la expresión de los genes diana, reactivó la inmunidad basal del melón y disminuyó hasta un 80 % la biomasa fúngica. Además, su formulación con nanoparticulas carbon dots, extendió la protección durante tres semanas. Como estrategia complementaria, se estudió el uso de aptámeros, oligonucleótidos monocatenarios capaces de adoptar estructuras 3D que se unen con gran afinidad y especificidad a proteínas diana, actuando de forma análoga a anticuerpos pero con mayor estabilidad y menor coste. Mediante SELEX se seleccionó un aptámero de ADN capaz de reconocer y neutralizar PxCDA. Su aplicación redujo alrededor de un 80 % la severidad del oídio, alcanzando un control comparable al de un fungicida sintético. La combinación del aptámero con dsRNA dirigido contra PxCDA no mostró efectos aditivos, lo que indica que la inhibición de esta enzima es suficiente para restaurar la inmunidad vegetal. Finalmente, el silenciamiento del gen PxSdhC, combinado con dosis reducidas de fungicidas SDHI, mostró un efecto sinérgico que permitió disminuir en un 75 % la dosis del fungicida sin una pérdida significativa de eficacia. En conjunto, estos resultados demuestran el potencial de los biopesticidas basados en ácidos nucleicos, asistidos por nanotransportadores, como herramientas sostenibles para el manejo del oídio.