Acumulación de bases esfingiodes en respuesta de defensa de maíz a la infección de Fusarium verticillioides y a FB1

ARIAS, SILVINA LORENA; MARY, VERÓNICA SOFÍA; OTAIZA, SANTIAGO; RUBINSTEIN, HÉCTOR RAMÓN; THEUMER, MARTÍN GUSTAVO

Río Cuarto

Congreso; VII Congreso latinoamericano de Micotoxicología; 2013

Sociedad Latinoamericana de Micotoxicología

Introducción: Fusarium verticillioides es un hongo patógeno que frecuentemente se encuentra en maíz y puede infectar a la semilla desde su formación y sobrevivir en esta para luego acceder a la plántula durante la germinación y desarrollo post-germinativo e inducir enfermedades como vuelco y podredumbre de espiga y granos. Asimismo F. verticillioides puede producir fumonisina B1 (FB1), micotoxina que reproduce, en gran parte, los síntomas de enfermedad observados en la infección fúngica. Los mecanismos precisos que involucran a la FB1 como factor de patogenicidad no están del todo esclarecidos. El objetivo de este trabajo es: Estudiar en forma comparativa la bioacumulación de FB1 en híbridos de maíz susceptible y resistente y su impacto en el metabolismo de los esfingolípidos como mecanismo posible de fitopatogenicidad.   Materiales y Métodos: En este trabajo se estableció un sistema de infección de semillas de maíz con la cepa toxicogénica de F. verticillioides RC2024 y un sistema de toxicidad mediante riego con solución acuosa de FB1 (20 ppm) a los 2, 4 y 6 días post-siembra (dps). Los niveles de FB1 y de bases esfingoides (BE) libres (esfinganina, Sa; fitoesfingosina, Pso) se determinaron por LC-MS/MS. En los ensayos se utilizaron muestras liofilizadas de tejido radical y parte aérea de plántulas de maíz de híbrido resistente (HR) y susceptible (HS) obtenidas a los 7 y 21 dps.   Resultados: En plántulas provenientes de semillas resistentes y susceptibles inoculadas con F. verticillioides, se observó bioacumulación de FB1 preferentemente en la raíz, en relación a la porción aérea. La toxina se detectó a los 7 dps y su nivel se incrementó a los 21 dps. Asimismo se observó que las concentraciones de FB1 en HS fueron entre 4 y 10 veces superiores que en HR.  En relación a las BE, se registró un aumento en los niveles de Sa en HS y de Sa y Pso en HR. En el modelo de fitotoxicidad, FB1 fue captada a los 7 dps por raíces de ambos híbridos como así también fue encontrada en la parte aérea de las plántulas. En HR la concentración de la toxina persistió a los 21 dps, mientras que en el HS los niveles aumentaron entre 6 y 9 veces con respecto al día 7. Más aún, los niveles de toxinas fueron 9 veces superiores en raíz y porción aérea en HS en relación al HR. Por otro lado, se observó a partir del día 7 importantes incrementos en los niveles de BE totales en plántulas resistente y susceptible, en particular en parte aérea donde los cambios significativos (p<0.01) se registraron en Sa y Pso de HR.   Conclusiones: FB1 se bioacumula en tejido radical y en la porción aérea de las plántulas de maíz susceptibles y resistentes, tanto en el modelo de infección como en el de fitotoxidad. FB1 es captada por las raíces pudiendo translocarse hacia otras partes de la planta, de acuerdo a los resultados obtenidos en el ensayo de toxicidad. Además, FB1 produce desbalances lipídicos los cuales son mayores en el HR (principalmente en infección y en porción aérea de plántulas regadas con FB1). Las BE son compuestos pro-apoptóticas por lo que la susceptibilidad/ resistencia de las plántulas de maíz estaría relacionada con la capacidad de FB1 de inducir muerte celular para limitar la infección fúngica y aumentar la resistencia al vuelco.