Estudio del papel de la proteína bcspl1 en la virulencia de botrytis cinerea y en el reconocimiento por el hospedador

  1. Marcos José Frías García
Supervised by:
  1. Nélida Emilia Brito Alayón
  2. José Celedonio González Díaz

Defence university: Universidad de La Laguna

Year of defence: 2013

Department:
  1. Bioquímica, Microbiología, Biología Celular y Genética

Type: Thesis

Teseo: 353412

Abstract

Botrytis cinerea es un hongo fitopatógeno necrotrófo capaz de infectar a mas de 235 especies vegetales diferentes, muchas de ellas de gran importancia comercial. La cerato-platanina BcSpl1 de B. cinerea es una de las proteínas más abundantemente secretadas por el hongo y ha sido encontrada en prácticamente todos los estudios del secretoma de B. cinerea. Se ha observado que es predominantemente una proteína de pared, con la particularidad de que una cantidad apreciable de la misma escapa de la pared y se encuentra de forma soluble en el medio extracelular. BcSpl1 es además producida por las células del hongo de forma constitutiva, en todas las condiciones analizadas, aunque hemos observado una transcripción más intensa del gen correspondiente, bcspl1, durante las etapas tardías en la infección de hojas de tomate. La generación de mutantes en bcspl1 ha permitido determinar que BcSpl1 contribuye a la virulencia de B. cinerea, ya que las cepas mutantes son entre un 20% y un 40% menos patogénicas que la cepa silvestre de la que derivan. BcSpl1 se comporta además como un auténtico factor de virulencia, ya que esta diferencia se manifiesta exclusivamente en planta, mientras que en cultivo axénico los mutantes ¿bcspl1 muestran un fenotipo idéntico a la cepa silvestre en todos los aspectos analizados. Trabajando con la proteína BcSpl1 expresada en P. pastoris y purificada, se ha comprobado que BcSpl1, al igual que otras cerato-plataninas, muestra un amplio rango de efectos sobre el tejido vegetal. El más notable de ellos es su capacidad para inducir una necrosis rápida del tejido tratado, pero además hemos observado que el tratamiento con la proteína induce en las células un amplio rango de síntomas, tales como la fuga de electrolitos, autofluorescencia, una explosión oxidativa, activación de MAPKs implicadas en la defensa vegetal, e inducción de genes marcadores de la respuesta inmune vegetal, incluyendo marcadores de respuesta hipersensible. Asimismo, se ha observado que estos efectos son parcialmente dependientes de la proteína reguladora BAK1 en Arabidopsis, lo que indica que muy posiblemente BcSpl1 sea reconocida por un receptor del sistema inmune vegetal de la misma familia que los dos receptores de PAMPs mejor estudiados, el de la flagelina, FLS2, y el del factor de elongación Tu, EFR. Se ha visto además que, efectivamente, BcSpl1 se une físicamente a la membrana citoplasmática de las células vegetales sensibles a la proteína, por lo que es muy posible que sea el reconocimiento por parte de un hipotético receptor de membrana lo que inicie una cascada de eventos que culminen en el amplio rango de efectos causados por BcSpl1 en la planta. Por otro lado, la actividad elicitora de BcSpl1 ha sido adscrita a una región pequeña y concreta de la proteína, a un motivo estructural presente en la superficie de la proteína y constituido por dos péptidos pequeños enlazados mediante un puente disulfuro. Este motivo es necesario y suficiente, no solo para la actividad elicitora de la proteína purificada, sino también para la contribución de BcSpl1 a la virulencia de B. cinerea. BcSpl1 es capaz de inducir la resistencia sistémica en plantas de tabaco contra patógenos compatibles produciendo la expresión de ácido salicílico y marcadores del SAR. Este hecho impulsa a valorar ideas relacionadas con posibles aplicaciones en la protección vegetal, ya que el tratamiento de las plantas con concentraciones bajas de cerato-platanina, o péptidos derivados de ella, podría ser una estrategia a explorar para el priming de las defensas vegetales.