Efectos del etileno sobre la expresión génica en Capsicum chinense durante la interacción planta patógeno / Rosalía Núñez Pastrana

Tesis (Doctorado en Ciencias y Biotecnología de Plantas) .-- Centro de Investigación Científica de Yucatán, 2011.

Durante la interacción entre una planta y un microorganismo patogénico se activan diversos mecanismos en ambos organismos. El patógeno utiliza distintas estrategias de ataque, mientras que la planta depende de la inducción de un grupo de respuestas de defensa, cuya magnitud y prontitud suelen ser determinantes para mantenerse sana o desarrollar la enfermedad. Existen dos respuestas de defensa en las plantas que se presentan a nivel sistémico; una de ellas es la respuesta sistémica adquirida (SAR} y la otra es la respuesta sistémica inducida (ISR}. Estas rutas de señalización comparten una característica en común: tienen como orquestadores funcionales aun grupo de fitohormonas. En el caso de la SAR es el ácido salicílico (SA}, mientras que en la ISR son el etileno (ET} y el ácido jasmónico (JA}. Además, en ambas i respuestas participa el regulador transcripcional NPR 1 (non-expressor of pathogenesis-related genes 1 }. En este trabajo se estudió la interacción compatible entre el chile habanero (Capsicum chinense Jacq.} y el oomiceto Phytophthora capsici L. Debido a que la mayoría de las especies del género Capsicum son susceptibles a este oomiceto, se ha propuesto que el oomiceto bloquea las respuestas de defensa del hospedante. Con base en esta hipótesis, se decidió investigar si la vía de señalización inducida por el ET podría ser un blanco de esta inhibición. Como i parámetro de comparación, se evaluó el papel del ET en la interacción entre C. r chinense y Fusarium oxysporum Schlecht. emend. Snyd. & Hans., considerando que el chile habanero presenta resistencia contra la cepa del hongo utilizada en este trabajo. La estrategia experimental consistió en modificar exógenamente la concentración de ET y estudiar su efecto en el desarrollo de la enfermedad. Para incrementar los niveles de la fitohormona en la planta, se utilizó el compuesto liberador de ET, etefón, y para inhibir su percepción, se utilizó nitrato de plata (AgNO3), un inhibidor del receptor de ET. La concentración adecuada de etefón para liberar ET fisiológicamente activo se determinó mediante un ensayo de abscisión de hojas en plántulas de chile habanero. Mediante este ensayo se determinó que la concentración de etefón para liberar niveles adecuados de ET era 5 m M y la concentración mínima de AgNO3 necesaria para inhibir la percepción de la fitohormona, 300 ~M. Los resultados demostraron que las plántulas asperjadas con etefón adquirieron cierto nivel de resistencia contra el oomiceto, hecho que se vio reflejado en la disminución de los síntomas observados, así como en el retraso en su aparición. El uso del inhibidor (AgNO3) permitió determinar que la inducción de la resistencia fue una respuesta mediada específicamente por el ET. De manera contraria, se observó que en la interacción entre C. chinense y F. oxysporum, el aumento en los niveles de ET en la planta favoreció el proceso de infección por el hongo. Al analizar la expresión de un grupo de genes homólogos de chile habanero bajo diferentes condiciones experimentales, en un primer escrutinio se pudo observar que el tratamiento con etefón reprimió la expresión de dos MAPKs, efecto que se presentó cuando la planta adquirió resistencia contra P. capsici y susceptibilidad frente a F. oxysporum. La expresión de NPR1, una esterasa y una proteína relacionada con la patogénesis 10 (PR 10), se reprimió por la inoculación con P. capsici, mientras que el tratamiento con etefón indujo su expresión, o no la modificó. Se evaluó la participación de genes marcadores finales de las rutas de señalización mediadas por el ET, el JA y el SA, mediante el análisis de los niveles de transcritos, por medio de una transcripción reversa acoplada a la reacción en cadena de la polimerasa en tiempo real (q-RT -PCR). Como gen marcador de la ruta mediada por el ET, se utilizó ala ACC oxidasa, en el de las rutas mediadas por ET -JA, una defensina de plantas (PDF1.2), y finalmente para la ruta mediada por el SA, la expresión de NPR1 y PR1. Los resultados mostraron que la expresión de la ACC oxidasa se modificó en concordancia con los niveles de ET percibidos en las plántulas. La expresión de NPR1 no estuvo regulada por el ET bajo las condiciones analizadas, mientras que la de PR1 fue específicamente inducida por el ET en los tiempos tardíos de la interacción (48 y 72 h post inoculación), al parecer de manera independiente a la expresión de NPR1. La expresión de PDF1.2 mostró un patrón inespecífico de respuesta al ET, ya que ésta se indujo también en las plántulas que tenían inhibida la percepción de ET, sugiriendo que su participación no es determinante, o al menos, no es específica en la resistencia inducida por el ET en las plántulas, a diferencia de PR1, cuya inducción señalaría que tiene un papel en la defensa en este patosistema.