Identificación y caracterización de efectores de bacterias patógenas de cítricos y su estudio en diferentes patosistemas

Los cítricos son los cultivos de mayor relevancia económica dentro de la fruticultura mundial. La producción de cítricos en nuestro país tiene como principal objetivo la exportación de fruta fresca. La exigencia de productos de calidad y sanidad garantizada es cada vez mayor e impacta directamente e...

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Detalles Bibliográficos
Autor principal: Molina, María Celeste
Otros Autores: Marano, Marí Rosa
Formato: doctoralThesis Tésis de Doctorado acceptedVersion
Lenguaje:Español
Publicado: 2021
Materias:
Candidatus Liberibacter asiaticus
Huanglongbing
Efector TAL PTHA4AT
Acceso en línea:http://hdl.handle.net/2133/22188
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Aporte de:
Repositorio Hipermedial de la Universidad Nacional de Rosario (UNR) de Universidad Nacional de Rosario
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description Los cítricos son los cultivos de mayor relevancia económica dentro de la fruticultura mundial. La producción de cítricos en nuestro país tiene como principal objetivo la exportación de fruta fresca. La exigencia de productos de calidad y sanidad garantizada es cada vez mayor e impacta directamente en la apertura o cierre de los mercados. En Argentina, la cancrosis A de los cítricos es endémica desde el año 2002. Ante la dificultad de erradicación de la enfermedad, se dispuso abordar esta patología desde un enfoque integrador, incluyendo estudios sobre el hospedador, el patógeno y el medio ambiente. Esto permitió adoptar un apropiado manejo de la enfermedad que facilitó ininterrumpidas exportaciones de cítricos a países europeos. La enfermedad de los cítricos que en la actualidad ha adquirido protagonismo debido a la enorme amenaza que representa es la denominada Huanglongbing (HLB). La rápida expansión de esta patología y la severidad de los síntomas han producido pérdidas por miles de millones de dólares en las principales regiones de la industria citrícola mundial. Estas enfermedades bacterianas representan una amenaza constante para el cultivo de cítricos y causan los mayores impactos económicos en todo el mundo. Generar cultivares resistentes utilizando métodos de mejoramiento tradicionales demanda tiempo y costos elevados, por lo tanto, la ingeniería genética es una alternativa viable que permitiría la modificación de uno o unos pocos genes preservando las características agronómicas deseables del cultivo. Para ello es fundamental el conocimiento en el mecanismo de interacción efector bacteriano-planta. En la presente Tesis Doctoral se analizó la función del efector PthA4AT de la variante X. citriAT, caracterizada previamente en nuestro laboratorio, en la planta no hospedadora N. benthamiana. Se demostró que este efector es capaz de inducir muerte celular en N. benthamiana luego de su ingreso en el núcleo celular y activar la transcripción de genes R ejecutores, similar a lo observado en plantas de naranjo y limonero. Este resultado permite avizorar un mecanismo de acción único, para especies vegetales no relacionadas. Más interesante aún, sugiere que un mismo efector puede unir la misma o similares secuencias promotoras en diferentes plantas. Esto permite pensar en la caracterización de un único gen R ejecutor funcional en diferentes cultivos. Por otro lado, demostramos que la señal de translocación del SST3 de PthA4AT puede ser reconocida por Xcc y el fenotipo que produce la inoculación de Xcc/pthA4AT en N. benthamiana parece imitar su comportamiento en la interacción C. limón- X. citriAT. Estos resultados permiten abrir nuevos horizontes de estudio en la caracterización de este efector en otras especies de Xanthomonas y la posibilidad de utilizar el SST3 de PthA4AT como herramienta tecnológica para la expresión de proteínas en cítricos. El desarrollo de esta Tesis permitió la identificación de 26 efectores putativos de CLas mediante análisis bioinformático. Se caracterizó a CLIBASIA_04560 como un efector que se localiza en el núcleo celular y produce acumulación de ROS en N. benthamiana. Además, esta proteína puede ser secretada de la bacteria X. citri, sugiriendo que podría ser secretada por CLas y, por otro lado, X. citri puede ser un modelo heterólogo para el estudio de la patogénesis del género Liberibacter. En cuanto al sustrato putativo del SST1 de CLas, CLIBASIA_01345, estudiado en este trabajo, se demostró que presenta actividad proteasa, aunque no puede ser secretado por las bacterias heterólogas ensayadas. Sin embargo, hemos demostrado que tendría una función como factor de virulencia a nivel intracelular, alterando la secreción de la matriz extracelular y, en consecuencia, modificando la formación y arquitectura del biofilm bacteriano. En un contexto de patogenicidad se demostró que la expresión de CLIBASIA_01345 en Xcc produce menos virulencia en los dos hospedadores estudiados: N. benthamiana y A. thaliana. Al secretar menos EPS, el cual inhibe la respuesta de defensa, la planta es más eficiente en su defensa y logra atenuar los síntomas de la enfermedad. Los resultados obtenidos nos permiten postular que CLIBASIA_01345, cuya expresión se incrementa cuando CLas cambia de hospedador/nicho desde el insecto vector al cítrico, podría inhibir o atenuar la formación de biofilm en este hospedador de modo que le permita colonizar otras partes del tejido, establecerse en las raíces y dividirse a una mayor tasa de duplicación. Los resultados presentados en este trabajo de Tesis Doctoral contribuyen al conocimiento en la interacción planta-efector bacteriano con el fin de desarrollar nuevas estrategias de control para las enfermedades más relevantes de los cítricos.

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