Resumen de tesis. Las funciones de FTF2 en Fusarium oxysporum

Abstract

[ES] Las interacciones entre las plantas y los organismos fitopatógenos están claramente influenciadas por una serie de factores entre los que se incluyen la disponibilidad de nutrientes, la presencia de otros organismos competidores en la rizosfera, el pH que rodea a la zona de interacción planta-patógeno, etc. El estudio de la influencia de estos y otros factores sobre las interacciones planta-patógeno posibilita el planteamiento de alternativas para evitar, o al menos minimizar, los daños ocasionados por los patógenos. Los hongos fitopatógenos son responsables de un porcentaje elevado de los daños observados en las plantas y, por tanto, de gran parte de las pérdidas totales de producción agrícola (Cuming, 2009; Fisher et al., 2012; Flood, 2010; Oerke, 2006). El quinto hongo fitopatógeno con mayor repercusión socio-económica y científica es Fusarium oxysporum Schlechtend.:Fr. (Dean et al., 2012), considerado un complejo de especies anamórficas que presentan variabilidad morfológica y fisiológica (O’Donnell et al., 2009). Este hongo, presente en suelos de todo el mundo creciendo de forma saprofítica o colonizando diversas especies vegetales (O’Donnell et al., 2009), es el agente causal de la fusariosis vascular o traqueomicosis. A pesar de que en conjunto el complejo de especies presenta un amplio rango de hospedador pudiendo infectar más de 100 hospedadores diferentes (Michielse y Rep, 2009; Nucci y Anaissie, 2007), los aislados de manera individual son capaces de colonizar una especie vegetal única o un grupo reducido de especies vegetales, lo que ha permitido clasificarlos en formae speciales (ff. spp.) en función de la especificidad de hospedador (Armstrong y Armstrong, 1975; Di et al., 2016; Snyder y Hansen, 1940). En nuestro grupo de investigación se aislaron y caracterizaron más de 140 aislados de la forma especial Fusarium oxysporum Schlechtend.:Fr f. sp. phaseoli J.B. Kendrich y W.C. Snyder a partir de plantas de judía con síntomas de fusariosis (Alves-Santos et al., 1999; Alves-Santos et al., 2002a). Estos aislados se agruparon en grados de virulencia de acuerdo a la escala CIAT. El diagnóstico de la enfermedad se vio facilitado por el diseño de un SCAR (Sequence Characterized Amplified Region) con el que se identifican de forma específica estirpes muy virulentas de F. oxysporum (Alves-Santos et al., 2002b). El análisis de la secuencia del SCAR permitió identificar una ORF que fue denominada FTF1 (Fusarium Transcription Factor 1) y posteriormente, un segundo gen que se denominó FTF2 (Ramos et al., 2007). Los dos genes codifican para factores de transcripción específicos de hongos y comparten una elevada homología, lo que permitió agruparlos en la familia génica FTF (Niño-Sánchez et al., 2016). Mientras FTF2 es un gen de copia única bien conservado en todos los ascomicetos filamentosos (Niño-Sánchez et al., 2016), FTF1 es un gen multicopia exclusivo de aislados muy virulentos del complejo de especies F. oxysporum (Ramos et al., 2007). Los estudios llevados a cabo con esta familia génica han permitido conocer el papel de FTF1 y FTF2 como factores de virulencia en F. oxysporum (Niño-Sánchez et al., 2016; Ramos et al., 2007; de Vega-Bartol et al., 2011),. Se ha demostrado que FTF1 modula la virulencia actuando como regulador de la expresión de los genes SIX, codificadores para moléculas efectoras (van der Does et al., 2016; Niño-Sánchez et al., 2016); sin embargo, en el caso de FTF2 apenas se tiene información acerca de las dianas que son reguladas por él. En el trabajo presentado en esta Tesis Doctoral nos propusimos analizar la capacidad de colonización de plantas de judía común por parte de F. oxysporum f. sp. phaseoli, en primer lugar analizando la influencia que tiene la concentración de la fuente de carbono sobre la capacidad del hongo para modular el pH ambiental, modulación que ya se ha demostrado clave en la patogenicidad en otros sistemas (Prusky y Yakoby, 2003; Prusky et al., 2001; Prusky et al., 2016). Y por otro lado, estudiando el papel del factor de transcripción FTF2 en la colonización del hospedador. El Capítulo I describe la influencia de la disponibilidad de la fuente de carbono presente en el medio sobre la capacidad del hongo para modular el pH ambiental. Los hongos son capaces de modular el pH a través de la secreción de pequeñas moléculas orgánicas (Alkan et al., 2008; Bateman y Beer, 1965; Diéguez-Uribeondo et al., 2008; Eshel et al., 2002b; Manteau et al., 2003; Miyara et al., 2010; Miyara et al., 2012; O’Connell et al., 2012; Prusky et al., 2004; Ruijter et al., 1999) para alcanzar valores de pH óptimos para la infección sobre el hospedador (Alkan et al., 2008; Alkan et al., 2009; Barad et al., 2014; Miyara et al., 2010; Prusky y Yakoby, 2003). Por otro lado se ha sugerido un papel importante durante el proceso de infección para la fuente de carbono disponible en el medio, tanto en patógenos de post-cosecha (Prusky et al., 2016) como en patógenos radiculares (Compant et al., 2010; Lugtenberg et al., 1999). Analizamos el efecto de la concentración de la fuente de carbono sobre la capacidad del hongo para modular el pH evaluando los cambios del pH del medio extracelular y la acumulación de dos moléculas orgánicas (amonio y ácido glucónico) durante el cultivo in vitro de F. oxysporum en medio suplementado con una elevada (175 mM) o una baja (15 mM) concentración de sacarosa. Nuestros resultados demuestran la capacidad de alcalinización de F. oxysporum cuando es cultivado en concentraciones bajas de fuente de carbono (sacarosa 15 mM). Este efecto es causado por la acumulación en el medio del amonio secretado por el hongo. Sin embargo, cuando la fuente de carbono está presente en exceso (sacarosa 175 mM), se secretan pequeñas cantidades de ácido glucónico que no tienen ningún efecto en el pH del medio extracelular. Por tanto en este trabajo se han confirmado resultados previos de otros grupos de investigación que situaron a F. oxysporum dentro de los hongos alcalinizadores (Miyara et al., 2012; Prusky y Yakoby, 2003).