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Tesis:

Caracterización de nuevos genes y circuitos reguladores de la resistencia de Arabidopsis thaliana a hongos necrotrofos.

  • Autor: SANCHEZ RODRIGUEZ, Clara

  • Título: Caracterización de nuevos genes y circuitos reguladores de la resistencia de Arabidopsis thaliana a hongos necrotrofos.

  • Fecha: 2007

  • Materia: Sin materia definida

  • Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS AGRONOMOS

  • Departamentos: BIOTECNOLOGIA

  • Acceso electrónico:

  • Director/a 1º: MOLINA FERNANDEZ, Antonio

  • Resumen: Un alto porcentaje de las pérdidas de rendimientos agrícolas a nivel mundial se debe a patógenos necrotrofos y vasculares. El análisis de las bases genéticas que regulan la resistencia vegetal a este tipo de patógenos, ha permitido comprobar que éstas son genéticamente complejas y dependientes de diversas rutas de transducción de señal, incluídas las mediadas por el etileno, el ácido jasmónico y el ácido salicílico (Llorente y col., 2005). Para conocer con mayor detalle los mecanismos de defensa vegetal frente a necrotrofos, se analizó la resistencia a estos patógenos de mutantes de Arabiopsis thaliana alterados en diferentes rutas de transducción de señal. Los resultados obtenidos revelaron que la primera línea de defensa frente a patógenos no-adaptados también es necesaria para la resistencia basal de Arabisopsis a hongos necrotrofos compatibles, ya que los mutantes pen, alterados en resistencia no-huésped, mostraron mayor susceptibilidad a los hongos testados que las plantas silvestres. Además, el análisis de la resistencia de diversos mutantes de pared celular apoya la función relevante de esta barrera estructural en defensa frente a patógenos vegetales. Del mismo modo, NADPH oxidasas que median la producción de especies reactivas de oxígeno apoplásticas durante la respuesta de defensa (Torres y Dangl, 2005) parecen ser necesarias para la resistencia de Arabidopsis a los ascomicetos Botrytis cinerea y Plectosphaerella cucumerina. La resistencia de Arabidopsis thaliana a P. cucumerina depende de ERECTA (ER), una proteína RLK (proteína tipo quinasa; Receptor-Like-Kinase; Llorente y col., 2005). ERECTA, que regula varios procesos de desarrollo vegetal (Torri y col., 1996), parece tener una función esencial en defensa inmune vegetal, ya que los mutantes er también muestran una mayor susceptibilidad a los patógenos del suelo Ralstonia solanacearum y Pythium irregulare (Godiard y col., 2003, Adie y col., 2007). La demostración de la mayor susceptibilidad a P. cucumerina de tres mutantes defectivos en la cascada de desarrollo mediada por ERECTA, elk2, elk5 y elk4 (agb1-1), que codifica la subunidad de la proteína G heterotrimérica (Lease y col., 2001b), nos permitió confirmar la participación de la ruta de transducción de señal activada por ER en resistencia a este hongo. Diversos análisis de la composición en polisacáridos de la pared celular de agb1-1 y elk2 mostraron mayores niveles de pectinas en los dos mutantes que en plantas silvestres. Estos resultados corroboran la relevancia de la pared celular en la resistencia de Arabidopsis a necrotrofos. Con el objeto de dilucidar la interacción genética existente entre ER, AGB1 y ELK2, se evaluó la resistencia de los dobles mutantes agb1-1er-105, elk2agb1-1, y elk2er-105 a P. cucumerina. Los resultados obtenidos sugirieron la existencia de rutas de defensa independientes mediadas por ER, AGB1 y ELK2, pero que cooperan en la resistencia a P. cucumerina. Para descubrir nuevos elementos en la inmunidad innata mediada por ER se realizó una búsqueda de mutantes en la población er-1 de Arabidopsis para identificar plantas supresoras de la susceptibilidad de erecta (ser; supressors of erecta) a P. cucumerina. Se identificaron dos mutantes ser (ser1-ser2) que restauraban la resistencia de er-1 a los niveles del parental silvestre, pero no eran capaces de restaurar el fenotipo de desarrollo mediado por erecta, indicando que la ruta de desarrollo mediada por ERECTA no era necesaria para la resistencia mediada por esta proteína. El análisis de la expresión génica en los mutantes er-1 ser1 y er-1 ser2 indicó que su mayor resistencia a P. cucumerina no se debía a una activación constitutiva de las rutas dependientes del ácido salicílico, del ácido jasmónico ni del etileno. Se observó que las plantas er-1 mostraban alteraciones significativas en la composición y estructura de su pared celular, comparada con la pared del fenotipo silvestre. Estas modificaciones no se observaron en las plantas er-1 ser1, er-1 ser2; lo que sugiere que mutaciones en SER1 o SER2 restauran la composición de la pared celular de las plantas de fenotipo silvestre. En conjunto, estos resultados indican que la RLK ER tiene una función relevante en el control de la integridad de la pared y además apoya el cometido de señales derivadas de esta estructura en la regulación de la inmunidad innata en plantas.