Estudio de la ruta de shikimato en Trichoderma parareesei, su papel en el antagonismo del hongo y en las relaciones que establece con la planta

Resumen

[ES]Algunas especies del género Trichoderma (T. harzianum, T. virens, T. atroviride o T. asperellum) son utilizadas como agentes de control biológico en agricultura y por sus efectos positivos directo sobre las plantas. Trichoderma parareesei es una especie aislada de suelo que se adapta a diferentes fuentes de luz y a un amplio gradiente de fuentes de carbono, condiciones que les confiere gran plasticidad ecológica y un alto potencial oportunista. Además, T. parareesei presenta buenas habilidades antagonista frente a fitopatógenos y con beneficios directos en la planta (crecimiento y defensa). Los mecanismos de acción de Trichoderma spp. por acción directa sobre microorganismos fitopatógenos se deben, entre otras causas, a la secreción de una amplia batería de enzimas degradadoras de pared celular y a la producción de una gran variedad de metabolitos secundarios. Varios estudios donde se analiza comparativamente los genomas de Trichoderma reesei, Trichoderma atroviride y Trichoderma virens revelan la existencia de un amplio repertorio de genes putativos de la biosíntesis de metabolitos secundarios, no solo implicados en la inhibición del crecimiento de patógenos, sino también en la inducción de crecimiento y de resistencia en las plantas. Además, como consecuencia de los resultados obtenidos en estudios genéticos y genómicos, está creciendo el interés por conocer las rutas biosintéticas de metabolitos secundarios en Trichoderma, no solo por su implicación en el metabolismo del hongo sino por el papel que puedan jugar esos metabolitos en sus interacciones ecológicas. La ruta del shikimato presente en bacteria, algas, hongos y plantas pero no en animales, es la vía de síntesis de los aminoácidos aromáticos tirosina, fenilalanina y triptófano. A partir de los aminoácidos aromáticos se genera una gran variedad de metabolitos secundarios de importancia biológica que pueden participar tanto en el metabolismo primario como secundario en los organismos. Aunque la ruta del shikimato ha sido muy estudiada en bacterias y plantas, los estudios en hongos filamentosos son muy limitados. En esta Tesis Doctoral, nos planteamos como objetivo general, estudiar la ruta del shikimato en T. parareesei, su papel en las propiedades antagonistas del hongo y en sus efectos sobre la planta. Se aisló el gen Tpcmu1 en T. parareesei T6, gen que codifica una corismato mutasa, enzima de la ruta del shikimato por la que se sintetiza ritosina y fenilalanina. El análisis funcional del gen Tpcmu1 se realizó mediante silenciamiento génico mediado por protoplastos y se obtuvieron varios mutantes con diferentes grados de silenciamiento. En ensayos de cultivo dual y sobre membranas de diferente tamaño de poro, los mutantes silenciados en el gen Tpcmu1 mostraron tener menor capacidad antagonista que la cepa silvestre T6. Además, aunque las cepas silenciadas mostraron mayor capacidad para inducir el desarrollo de raíces laterales en plantas de tomate en ensayos in vitro, éstos mostraron menor capacidad para colonizar la raíz de plántulas de tomate. La cepa T6 de T. parareesei promueve el desarrollo de plantas de tomate en el invernadero con o sin estrés salino, e induce defensa de la planta contra Botrytis cinerea, sin embargo, la ruta del shikimato no parece participar en ambas condiciones. A la vista de los resultados podríamos decir que T. parareesei, que exhibe un amplio oportunismo ambiental, es una especie con potencial como agente de biocontrol frente a fitopatógenos. La buena capacidad de la cepa T6 para colonizar la rizosfera y provocar efectos beneficiosos en tomate muestran su potencial como biofertilizante pero también con capacidad para ayudar a la planta a balancear desarrollo y defensa. Por otro lado, la obtención y análisis de mutantes silenciados en el gen Tpcmu1 permite relacionar la corismato mutasa de T. parareesei T6, con sus propiedades antagonistas, su capacidad para colonizar la rizosfera y sus efectos sobre el crecimiento y las defensas de las plantas cuando interaccionan ambos organismos