Estudio de genes involucrados en la interacción de Xanthomonas citri subsp. citri con plantas de naranja
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2015
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Resumen
Las plantas se encuentran en continuo contacto con otros organismos, entre ellos un gran número de microorganismos son potencialmente patogénicos. En el presente trabajo de tesis se analizaron distintos aspectos de la interacción planta-patógeno, dentro de los cuales se encuentran el desarrollo de estructuras multicelulares como los biofilms, la regulación de la expresión de genes que codifican para componentes de estructuras esenciales para la virulencia y la participación de moléculas involucradas en la homeostasis de las plantas.
A través de la construcción de una mutante en el gen oprB de Xcc, homólogo a porinas de carbohidratos en otras bacterias, se determinó que el mismo posee un rol en la formación del biofilm. Además, cepas deficientes en OprB muestran un desbalance en la producción del exopolisacárido xantano, siendo mayor la cantidad y más viscoso en ausencia de OprB. Por otro lado, vimos que la expresión de oprB depende de la presencia de azúcares en el medio, donde el gen se induce mayormente en presencia de monosacáridos. En relación a ello, la ausencia de OprB en Xcc da lugar a una reducción en el crecimiento en medio mínimo cuando estos azúcares están presentes como única fuente de carbono, y esto puede explicarse debido a una disminución en la incorporación del azúcar. El análisis de la producción de señales extracelulares que median el quorum-sensing muestra que las cepas deficientes en OprB secretan menores niveles de DSF, en concordancia con la incapacidad de formar biofilms. En estas cepas mutantes la virulencia también se ve comprometida, evidenciado por una menor formación de cancros y una menor supervivencia epifítica, sugiriendo un rol para OprB en los primeros estadíos de infección.
El SSTT codificado por el cluster hrp es esencial para la virulencia y su regulación está a cargo del regulador HrpG. Una sustitución del residuo Arg210 por un residuo de Cys en la secuencia de HrpG implica una pérdida de la función en HrpG. La pérdida de función s evidencia debido a la incapacidad de éste de inducir la expresión de los genes blanco, tanto in vivo como in vitro, aún cuando la unión al ADN no se encuentra afectada. Experimentos de interacción proteína-proteína y proteólisis limitada sugieren que HrpG podría formar dímeros consigo misma o bien con la variante mutante del regulador y que en este último caso adoptaría un estructura diferente, que impediría que ejerza su función como factor transcripcional, donde el residuo de Arg210 es clave para la misma.
Se estudió la participación de los PNPs en la homeostasis de la planta frente a la interacción planta-patógeno. Se vio que los PNPs se inducen en respuesta a la infección con patógenos. El tratamiento de plantas con XacPNP, un homólogo a PNPs en Xcc, resulta en una inducción de genes de defensa, y una menor tasa de crecimiento de Pst. Se construyeron plantas transgénicas con distintos niveles de PNPs para estudiar su función in vivo. Si bien las respuestas fueron sutiles, a grandes rasgos se observó que las plantas con mayores niveles de PNPs toleran mejor el estrés biótico y abiótico, por el contrario, plantas deficientes en PNPs se encuentran más afectadas frente al estrés, sugiriendo que los PNPs participarían en la homeostasis celular, tanto en respuesta a estrés biótico como abiótico.
Los resultados obtenidos acerca del estudio de distintos aspectos de la interacción planta- patógeno, involucrados en la formación del biofilm y la regulación de la expresión de genes esenciales para la patogenicidad, y de la regulación de la homeostasis en la célula vegetal mediada por péptidos natriuréticos, contribuyen al avance en la investigación básica con respecto a la interacción planta-patógeno. El conocimiento de estos aspectos proporcionará nuevas estrategias para controlar, a largo plazo, las enfermedades de las plantas.
Descripción
Palabras clave
Xanthomonas citri, Citrus, Cancrosis cítricos