Estudio funcional de genes de defensa contra el chancro bacteriano, mediante vectores virales en especies silvestres relacionadas al tomate

Abstract

"El tomate, Solanum lycopersicum, representa uno de los cultivares de mayor consumo a nivel mundial, su producción se ha visto afectada por diversos patógenos, siendo el más importante Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis (Cmm). La enfermedad causada por Cmm se conoce como chancro bacteriano, contra la cual no se tiene tratamiento efectivo actualmente; sin embargo, se han identificado especies silvestres relacionadas al tomate, que son resistentes a Cmm, estas representan una fuente de genes que podrían transferirse a la especie susceptible. En este trabajo se analizó la función de genes potencialmente involucrados en la resistencia a Cmm mediante su silenciamiento inducido por virus (VIGS) y el subsecuente reto con el patógeno. Se analizaron dos genes en particular, uno que codifica a la enzima de conjugación SUMO E2 (SCEI), y otro que codifica para un transportador de la familia ABC, que confiere resistencia a drogas pleiotrópicas (PDRI). Se diseñó un vector VIGS con base en el Virus Moteado del Tomate (ToMoV), para el análisis funcional. El silenciamiento del gen SCEI en S. peruvianum no produjo ningún fenotipo aberrante, lo que permitió su análisis subsecuente en experimentos de inoculación con Cmm. Las plantas silenciadas y retadas con Cmm mostraron un incremento en la susceptibilidad a este patógeno, lo que nos permite sugerir la participación de SCEI en el mecanismo de defensa. Por otra parte, el silenciamiento del gen PDRI en S. habrochaites realizado mediante un vector TRV, no alteró significativamente la respuesta de las plantas al reto con Cmm, lo que sugiere que este gen no juega un papel crucial en la resistencia a este patógeno o el silenciamiento no fue eficiente. Sin embargo, el silenciamiento del mismo gen con el vector derivado de ToMoV resultó en un ligero aumento en la susceptibilidad a Cmm, aunque el nivel de daño no fue significativo estadísticamente. La sobreexpresión de los genes SCEI y PDRI en plantas susceptibles puede ser una estrategia de control del cáncer bacteriano."

"Tomato, S. lycopersicum, is one of the crops most consumed worldwide, and its production is affected by several pathogens, among these the most important is the bacteria Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis (Cmm). The disease caused by Cmm is known as bacterial canker and currently there is no effective treatment, however, there are reports where wild tomato relatives show some resistance to Cmm, thus representing a source of genes that could be transferred to susceptible species. In this study, were analyzed the function of genes potentially involved in the resistance to Cmm by virus induced gene silencing (VIGS) and the subsequent challenge with the pathogen. Two genes in particular where analyzed, the first one encodes the SUMO E2 conjugating enzyme (SCEI); and the second encodes an ABC family transporter that confers, pleiotropic drug resistance (PDRI). A VIGS vector was designed based on the Tomato Mottle Virus (ToMoV). SCEI gene silencing in S. peruvianum did not showed any aberrant phenotype, which allowed its subsequent analysis of inoculation experiments with Cmm. Plants that were silenced for SCEI gene and then challenged with Cmm showed increased susceptibility to this pathogen, suggesting its role in the defense mechanism against Cmm. On the other hand, PDRI gene silencing in S. habrochaites performed by TRV vector, did not alter significantly the response of the plants to the challenge with Cmm, which suggests either that this gene is not implicated in the resistance to this pathogen or the silencing with TRV was not efficient. However, the silencing of the same gene with the vector derived from ToMoV resulted in a slight increase on the susceptibility to Cmm; however, the level of damage was not statistically significant. Overexpression of the SCEI and PDRI genes in susceptible plants can be a control strategy against bacterial canker."