Evidencias bioquímicas y anatómicas de la inducción de la defensa contra cancrosis en plantas transgénicas de Citrus sinensis que expresan el gen Bs2 de pimiento

SENDÍN, L.; ; CASTELLANO RENQEL; LEDESMA V.; ROMERO L.; ALBORNOZ P; FILIPPONE, M.P.,

Rosario

Congreso; REDBIO Argentina; 2023

El gen Bs2 de pimiento confiere resistencia a Xanthomonas campestris pv. vesicatoria (Xcv) en plantas de pimiento y otras solanáceas susceptibles; dicha resistencia está condicionada por la presencia del gen de avirulencia avrBs2 en las cepas patogénicas. El gen avrBs2 de Xcv comparte un 96 % de homología con el de Xanthomonas citri subsp citri (Xcc), el agente causal de la cancrosis de los cítricos. En nuestro laboratorio se obtuvieron plantas transgénicas de Citrus sinensis que expresan el gen Bs2 de pimiento, las cuales mostraron mayor resistencia a Xcc en comparación con las plantas controles no transgénicas (CNT), lo que sugiere que la expresión heteróloga de este gen también es funcional en citrus. Mediante un análisis con RNA-seq se observó que el 37% de los genes expresados diferencialmente en las plantas Bs2 estaban relacionados con el estrés biótico. Con el objetivo de avanzar en el conocimiento del mecanismo molecular involucrado, se realizó un estudio bioquímico y anatómico de las principales respuestas de las plantas Bs2 ante la cancrosis. El estudio previo de RNA-seq determinó que los genes expresados diferencialmente (DEGs) más abundantes fueron los relacionados con la muerte celular asociada a una respuesta de hipersensibilidad (HR), síntesis de metabolitos secundarios y la señalización de hormonas con una fuerte inducción de genes relacionados con el etileno. En relación con la sobreexpresión de genes asociados con HR en las plantas Bs2, mediante la tinción con azul de tripano, se observó la presencia de áreas microscópicas de células muertas en la zona del mesófilo de las hojas, a las 48 h posteriores a la infiltración (hpi) con una suspensión de 104 UFC/mL de Xcc. La sobre-expresión de DEGs relacionados con la síntesis de compuestos fenólicos en las plantas Bs2, fue confirmado mediante análisis histológicos usando microscopía de fluorescencia, que mostraron la acumulación diferencial de compuestos fenólicos de fluorescencia verde en la cara abaxial de las hojas de las plantas Bs2. Finalmente, para evaluar la participación del etileno en la defensa inducida por el gen Bs2, mediante cromatografía gaseosa se determinó que a las 48 hpi, la concentración de etileno en las plantas Bs2 fue significativamente mayor que en las CNT (5.9 ± 0.32 ug/g PF y 3.3 ± 0.12 ug/g PF, respectivamente). Además se determinó que el tratamiento de plantas NT con 1 uM de ethephon 48 h antes de la inoculación con Xcc, produjo menores síntomas de la cancrosis que en las plantas controles tratadas con agua, lo cual estuvo correlacionado con una menor población bacteriana. Estos resultados muestran que los cambios transcriptómicos inducidos por gen Bs2 del pimiento están asociados con cambios fisiológicos implicados en la respuesta de defensa contra la cancrosis en Citrus sinensis y podría ser utilizado para conferir resistencia en otros genotipos cítricos para el manejo de la enfermedad