Análisis de la tolerancia al chancro bacteriano de una especie de tomate comercial que sobreexpresa el gen SCEI

Abstract

"El tomate (Solanum lycopersicum), es una de las hortalizas de mayor producción a nivel mundial. Sin embargo, el cáncer o chancro bacteriano causado por la bacteria Gram positiva Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis (Cmm), constituye uno de los factores limitantes más importantes en su producción. El control convencional empleado para esta enfermedad implica el uso de agroquímicos, que no siempre resultan efectivos contra Cmm, generando incluso poblaciones bacterianas resistentes. La obtención de cultivares de tomate resistentes a este patógeno sería una estrategia de control favorable para el ambiente. En este trabajo se logró la sobreexpresión del gen que codifica para la enzima de conjugación E2 (SCEI) en una especie de tomate susceptible a Cmm. SCEI codifica para una proteína que participa en la sumoilación, proceso involucrado en los mecanismos de defensa de la planta contra patógenos. En nuestro grupo de trabajo se demostró que SCEI participa en la resistencia a la infección por Cmm ya que su silenciamiento por ARN interferente en una especie silvestre resistente a Cmm, aumentó la susceptibilidad de las plantas a la infección por esta bacteria lo que sugiere su participación en la resistencia a la enfermedad. La sobreexpresión de SCEI en S. lycopersicum var. Ailsa Craig se logró mediante la transformación de hipocotilos con Agrobacterium tumefaciens, que alberga un vector binario de expresión del gen SCEI bajo la regulación del promotor 35S CaMV. La transformación de las plantas se confirmó mediante PCR, tanto para el transgén SCEI como para el marcador de selección NPTII. Las líneas transgénicas sobreexpresantes fueron inoculadas con Cmm como reto, observándose una clara resistencia a la infección, que contrasta con la elevada susceptibilidad a la enfermedad de la línea silvestre. Esto demuestra que la sobreexpresión del gen SCEI confiere a las plantas de tomate una mayor resistencia al desarrollo de la enfermedad, lo que sugiere la participación de SCEI en etapas tempranas postinfección de Cmm como un mecanismo de defensa de la planta."

"Tomato (Solanum lycopersicum), is one of the most produced hortcrops worldwide. However, cancer or bacterial canker caused by the Gram-positive bacterium Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis (Cmm), represents one of the most important limiting factors in its production. The conventional control method used for this disease implies the use of chemicals, which not always turns out to be effective against Cmm, even producing resistant bacterial populations. Obtaining resistant tomato cultivars to this pathogen could be an environmentally friendly control strategy. In this work we achieved the overexpression of the SCEI gene which encodes for the E2 conjugating enzyme (SCEI) in a tomato species susceptible to Cmm. SCEI encodes proteins related to sumoylation, a process involved in the plant’s defense mechanism against pathogens. Our research group demonstrated that SCEI participates in the resistance to infection by Cmm, because its silencing by RNA interference in a related wild tomato species resistant to Cmm, increased the susceptibility of plants to this disease, which suggests its participation in disease resistance. SCEI overexpression in S. lycopersicum var. Aisa Craig was performed by transformation of hypocotyls with Agrobacterium tumefaciens harboring a binary vector for the expression of the SCEI gene driven by the CaMV 35S promoter. The plant transformation was confirmed by PCR assay for the SCEI and the NPTII selection marker transgenes. The overexpressing transgenic lines were infected with Cmm as a challenge showing a clear resistance to the infection contransting with the high susceptibility to the disease in the wild type line. This demonstrate that overexpression of the SCEI gene confers tolerance to the disease to a susceptible species which suggests a possible participation of SCEI in early Cmm post-infection stages as a defense mechanism of the plant."