Modificación en las poblaciones de transcritos durante la infección de plántulas de Capsicum chinense con el oomiceto Phytophthora capsici / María Goretty Caamal Chan

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

El chile habanero (Capsicum chinense Jacq.) es un cultivo importante en Yucatán, debido a su alto consumo y su potencial para la exportación. A nivel mundial, los rendimientos de los cultivos de chile son reducidos constantemente por una serie de plagas y enfermedades virales y fúngicas. Dentro de estas enfermedades se encuentra la conocida como "marchitez del chile", causada por el oomiceto Phytophthora capsici. Esta enfermedad tiene una fase destructiva en la corona del tallo, que resulta en el marchitamiento y en el desarrollo de una reacción de hipersensibilidad, que generalmente avanza a través del tallo y finalmente mata a las plantas susceptibles. El patógeno causa putrefacción en la rafz y la corona en chile y también forma una lesión distintiva negra en el tallo. Phytophthora capsici puede también infectar las hojas y causar lesiones que son circulares de color café. Para comprender cómo algunas plantas sobreviven ante el ataque de un patógeno mientras que otras de la misma especie y que se encontraban a su alrededor mueren, se han realizado amplios estudios que se conocen como la interacción planta-patógeno. Como resultado de la co-evolución de la interacción hospedero-patógeno, las plantas han desarrollado sofisticados mecanismos para protegerse de las enfermedades. Junto al desarrollo de barreras físicas, las barreras químicas dificultan la infección. Una amplia variedad de respuestas de defensa son inducidas sólo después del ataque del patógeno, cuando estas respuestas son disparadas rápidamente y coordinadamente durante una interacción planta-patógeno, la planta es resistente. En una planta susceptible la respuesta de los mecanismos de defensa es más lenta después de la infección. Asf, el tiempo de reconocimiento de un microorganismo invasor con la rápida y efectiva inducción de las respuestas de defensa aparentemente es la clave que marca la diferencia entre las plantas resistentes y susceptibles. Estudios previos de la interacción entre Capsicum annuum y Phytophthora capsici permitieron establecer un sistema para el estudio y la medida de factores envueltos en la resistencia de plantas al ataque del oomiceto. En análisis de transcritos de genes relacionados con la defensa, tanto en la interacción compatible como en la incompatible, se observó que si bien se tiene la presencia de genes relacionados con la defensa en ambas interacciones, el tiempo de inducción y el nivel de expresión son diferentes para cada una. Para obtener evidencias de las modificaciones producidas en el hospedero durante los estados tempranos de la marchitez en el chile habanero de la Península de Yucatán, nosotros identificamos genes de C. chinense cuya expresión sistémica es modificada por la infección con P. capsici. Para ello, aplicamos la técnica de despliegue diferencial para identificar genes expresado en hojas después de la inoculación in vitro con micelio de P. capsici en las raíces de plántulas de C. chinense. Para ello, se estableció un modelo de estudio en hidroponia, en donde la sintomatología se pudo observar tres días después de la inoculación, con la presencia de una necrosis en la base del tallo. Se observó cambios a nivel transcripcional en tejido sistémico de plántulas infectadas. Dos de los ADNc identificados tienen alta identidad con proteínas que participan en el metabolismo del nitrógeno, otra participa en el proceso de endositosis y una más se une al ADN. Se observó un incremento a nivel de transcritos y en la actividad enzimática de una nitrato reductasa (nitrato reductasa de Capsicum chinense, CcNR), con un alto porcentaje de identidad con otras NRs de solanáceas, desde tiempos tempranos después de la interacción, al igual que P. capsici. Las fitohormonas de defensa, ácido salicílico y etileno pero no jasmonato de metilo modifican tanto los transcritos como la actividad enzimática de la CcNR. Ya que la aplicación de las fitohormonas de defensa induce la actividad diferencial de CcNR, es posible que la actividad de CcNR esté relacionado con la respuesta de defensa del hospedero.