Identificación de genes inducidos en la cepa de biocontrol Trichoderma harzianum cect 2413 durante la interacción con plantas de tomate. Caracterización biológico-funcional de los genes qid74 y asp1

Laburpena

[ES]Tradicionalmente, las especies del género Trichoderma eran consideradas como hongos saprófitos del suelo, de vida libre, cuya habilidad para parasitar a hongos fitopatógenos dio lugar a su uso como agentes de control biológico. Posteriormente, han sido definidas como simbiontes oportunistas avirulentos de plantas por su capacidad de asociarse de manera íntima con las raíces vegetales y, como resultado, promover el crecimiento de los cultivos y estimular sus respuestas de defensa frente al estrés biótico generado tras el ataque de organismos fitopatógenos y plagas. Hoy en día, se han redefinido como simbiontes multifuncionales antiestrés debido a los múltiples efectos beneficiosos que le brindan a los cultivos. Sin embargo, apenas se conoce como se relacionan los mecanismos moleculares que subyacen tras la interacción Trichoderma-planta. Entender a nivel molecular que factores intervienen en dicha interacción es crucial para explotar las propiedades beneficiosas de ciertas especies de Trichoderma a nivel agrícola. Con el propósito de profundizar en los mecanismos moleculares implicados en la interacción Trichoderma-planta, se diseñó un microarray de alta densidad de oligonucleótidos para especies del género Trichoderma y se utilizó para analizar la respuesta transcriptómica de T. harzianum CECT 2413 durante la interacción con plantas de tomate. Mediante esta aproximación se identificaron diversos genes fúngicos potencialmente implicados en el establecimiento de la asociación simbiótica con la planta, muchos de los cuales no habían sido previamente relacionados con dicho proceso, incluyendo genes implicados en la biosíntesis de óxido nítrico, serotonina y melatonina, desintoxicación de compuestos tóxicos y xenobióticos, actividades micoparasíticas, desarrollo del micelio o aquellos asociados con la formación de estructuras de infección del tejido vegetal. Adicionalmente, se llevó a cabo una caracterización biológico-funcional de dos de estos genes (qid74 y asp1) mediante estrategias de sobreexpresión, silenciamiento y/o disrupción génica. El gen qid74 codifica para una proteína de pared celular rica en cisteína y se había relacionado previamente con la protección celular del micelio de T. harzianum CECT 2413 y con su adherencia a superficies hidrofóbicas. En el presente estudio se encontró que la expresión de qid74 durante las primeras horas de interacción con plantas de tomate es inducida por la pared celular vegetal. Además, se demostró que qid74 está implicado en la modificación del sistema radical vegetal y, consecuentemente, en el efecto biofertilizador de T. harzianum. El gen asp1 codifica para una aspartil-peptidasa extracelular. En el presente estudio se encontró que asp1 cumple un papel esencial en la respuesta antagonista que despliega T. harzianum CECT 2413 frente al hongo fitopatógeno R. solani y que su expresión durante las primeras horas de interacción con plantas de tomate es inducida como consecuencia del reconocimiento por parte del hongo de un sustrato potencialmente colonizable. Además, nuestros resultados sugirieron que la proteína ASP1 secretada por el hongo provoca en la planta respuestas de defensa a nivel local dirigidas a limitar la colonización del tejido vegetal durante el establecimiento de la asociación simbiótica.