Papel del óxido nítrico en la infección de plantas por el Hongo Necrotrofo "Botrytis Cinerea"

Abstract

El estudio de la degradación y producción de óxido nítrico (NO) en Botrytis cinerea es esencial para entender los procesos de muerte celular y la señalización en las células vegetales y fúngicas durante el establecimiento y progreso de la interacción planta-patógeno.B. cinerea tiene un único gen codificador de flavohemoglobina (Bcfhg1). La enzima codificada metaboliza NO de una forma rápida y eficiente y presenta una gran afinidad por el NO. Bcfhg1 alcanza un máximo de expresión durante la germinación de esporas, decayendo posteriormente. La expresión de Bcfhg1 es inducida por NO exógeno en esporas recién germinadas. Sin embargo, ésta inducción es muy reducida en micelio maduro. De manera paralela, el nivel de expresión de Bcfhg1 in planta es máximo al inicio de la infección, reduciéndose posteriormente. Los mutantes ?Bcfhg1 de B. cinerea son incapaces de metabolizar NO enzimáticamente aunque, al contrario que en otros patógenos, el establecimiento y el progreso de la infección no se ven significadamente afectados.Además de detoxificar NO, B. cinerea puede producir NO por sí mismo, tanto in vitro como in planta y ésta producción puede ser inducida por la exposición a NO exógeno. El NO producido puede actuar de manera sinérgica con el NO producido por la planta permitiendo al hongo explotar la respuesta de hipersensibilidad de la planta.A lo largo de esta investigación se ha demostrado que el proceso de transformación de B. cinerea determina la aparición de variaciones de origen epigenético. El fenotipo derivado puede ayudar a superar las situaciones de estrés ya que, entre otras alteraciones, se observa, en las cepas derivadas, la producción de un mayor número de estructuras de resistencia (esclerocios). También hemos evaluado la utilización del silenciamiento génico como herramienta para el análisis de la función génica del gen Bcfhg1.

The analysis of the degradation and production of nitric oxide (NO) in Botrytis cinerea is essential to fully understand the cell death processes and signalling in plant and fungal cells during the establishment and progress of the plant-pathogen interaction.B. cinerea has a single flavohemoglobin coding gene (Bcfhg1). The encoded enzyme shows a very high affinity for NO and constitutes the main, if not the only one, NO detoxification system of B. cinerea. Bcfhg1 expression in vitro is enhanced by exogenously added NO but only in young mycelium. In planta expression of Bcfhg1 is maxima at the beginning of the infection, decaying afterwards. Although the enzyme confers protection against nitrosative stress to B. cinerea, removal of the coding gene do not determine any obvious alteration in the fungus, neither during saprophytic growth nor during infection. B. cinerea produces NO in vitro and in planta and this production is stimulated in mature mycelium by exogenously added NO. The NO produced by the fungus could act sinergistically with the NO produced by the plant to allow the fungus to exploit the plant hypersensitive response. During this work it has been demonstrated that the B. cinerea transformation process produces an epigenetic phenotype characterised by a faster growth, a reduced production of conidia and an increase in sclerotia formation. The observed phenotype could be useful for the fungus to adapt its physiology to changes in the environment in response to an external stress and increase the chances of biological success. It has also been evaluated the utilization of gene silencing as a tool for the analysis of Bcfhg1 function.