Respuestas de defensa de las plantasanálisis funcional de las endo-1,4-b-glucanasas y del inductor ácido hexanoico

Resumen

El presente trabajo se enmarca en una línea de investigación cuyo objetivo último es el desarrollo de alternativas al uso masivo de plaguicidas, en la lucha contra las enfermedades en las plantas. Para ello se vienen abordando dos estrategias experimentales: la primera consiste en el estudio de genes implicados en la respuesta de defensa de la planta. Entre ellos, este trabajo se ha centrado en la caracterización funcional de las Endo-1,4-ß-glucanasas (EGasas) en tomate y arabidopsis frente a dos patógenos que utilizan estrategias de infección muy distintas: Pseudomonas syringae y Botrytis cinerea. Para ello se han analizado distintos aspectos relacionados con la implicación de las ß-1,4-endo-glucanasas (EGasas) en la interacción planta-patógeno. Estudios previos en tomate, habían relacionado dos de estos genes, Cel1 y Cel2, con los procesos de maduración del fruto, de abscisión (Lashbrook et al., 1994; González-Bosch et al., 1996) y más recientemente, se ha demostrado su implicación en la respuesta a la infección con el hongo B. cinerea (Real et al., 2004, Flors et al., 2007). En este trabajo demostramos que tanto en tomate como en arabidopsis, la ausencia constitutiva de diversas EGasas aletra la respuesta de defensa de la planta frente a P. syringae y B. cinerea. Las plantas transgenicas de tomate Anti-Cel1-Cel2 y los mutantes de inserción de arabidopsis cel2, cel3, eg4, eg10, eg15 y kor1-1 presentan alteraciones en la susceptibilidad frente a algunos patógenos, mostrando cambios en la deposición de calosa, en la expresión de genes marcadores de rutas y en la acumulación de varios metabolitos de defensa. La otra estrategia experimental consiste en el desarrollo de tratamientos inductores de las respuestas de las plantas, que sean respetuosos con el medio ambiente y la salud pública. Recientemente nuestro grupo de trabajo ha demostrado la eficacia del tratamiento de las plantas con el ácido hexanoico para aumentar su resistencia frente al ataque de patógenos (Leyva et al., 2008; Vicedo et al., 2009). Para profundizar en su estudio, se ha realizado un análisis microarray de los genes expresados en plantas de tomate en la respuesta temprana frente a B. cinerea, así como tras el tratamiento con el inductor ácido hexanoico. El análisis ha confirmado que 24h tras la inoculación del hongo, se expresan diferencialmente tanto genes de defensa como de respuesta a estrés abiótico, incluyendo inhibidores de proteasas, proteínas PRs, enzimas de degradación de pared celular, reguladores de la ruta del ABA, de oxilipinas y relacionados con el control del equilibrio redox. Por otra parte, el análisis de la expresión génica tras el tratamiento con ácido hexanoico ha demostrado que se altera el trascriptoma temprano de la planta en gran medida de forma similar a la producida en respuesta al hongo. La preactivación de genes de defensa específicos de la respuesta a hongos podría ser la base de la resistencia inducida por el ácido hexanoico. Tras el tratamiento, también se ha observado la expresión diferencial de algunos genes que no responden a la infección, como algunas glutarredoxinas, endoquitinasas, y PRs que podrían representar un mecanismo clave de la resistencia inducida por este inductor.