Respuestas de defensa de las plantas: análisis funcional de las endo-1,4-b-glucanasas y del inductor ácido hexanoico

El presente trabajo se enmarca en una linea de investigacion cuyo objetivo ultimo es el desarrollo de alternativas al uso masivo de plaguicidas, en la lucha contra las enfermedades en las plantas. Para ello se vienen abordando dos estrategias experimentales: la primera consiste en el estudio de genes implicados en la respuesta de defensa de la planta. Entre ellos, este trabajo se ha centrado en la caracterizacion funcional de las Endo-1,4-s-glucanasas (EGasas) en tomate y arabidopsis frente a dos patogenos que utilizan estrategias de infeccion muy distintas: Pseudomonas syringae y Botrytis cinerea. Para ello se han analizado distintos aspectos relacionados con la implicacion de las s-1,4-endo-glucanasas (EGasas) en la interaccion planta-patogeno. Estudios previos en tomate, habian relacionado dos de estos genes, Cel1 y Cel2, con los procesos de maduracion del fruto, de abscision (Lashbrook et al., 1994; Gonzalez-Bosch et al., 1996) y mas recientemente, se ha demostrado su implicacion en la respuesta a la infeccion con el hongo B. cinerea (Real et al., 2004, Flors et al., 2007). En este trabajo demostramos que tanto en tomate como en arabidopsis, la ausencia constitutiva de diversas EGasas aletra la respuesta de defensa de la planta frente a P. syringae y B. cinerea. Las plantas transgenicas de tomate Anti-Cel1-Cel2 y los mutantes de insercion de arabidopsis cel2, cel3, eg4, eg10, eg15 y kor1-1 presentan alteraciones en la susceptibilidad frente a algunos patogenos, mostrando cambios en la deposicion de calosa, en la expresion de genes marcadores de rutas y en la acumulacion de varios metabolitos de defensa. La otra estrategia experimental consiste en el desarrollo de tratamientos inductores de las respuestas de las plantas, que sean respetuosos con el medio ambiente y la salud publica. Recientemente nuestro grupo de trabajo ha demostrado la eficacia del tratamiento de las plantas con el acido hexanoico para aumentar su resistencia frente al ataque de patogenos (Leyva et al., 2008; Vicedo et al., 2009). Para profundizar en su estudio, se ha realizado un analisis microarray de los genes expresados en plantas de tomate en la respuesta temprana frente a B. cinerea, asi como tras el tratamiento con el inductor acido hexanoico. El analisis ha confirmado que 24h tras la inoculacion del hongo, se expresan diferencialmente tanto genes de defensa como de respuesta a estres abiotico, incluyendo inhibidores de proteasas, proteinas PRs, enzimas de degradacion de pared celular, reguladores de la ruta del ABA, de oxilipinas y relacionados con el control del equilibrio redox. Por otra parte, el analisis de la expresion genica tras el tratamiento con acido hexanoico ha demostrado que se altera el trascriptoma temprano de la planta en gran medida de forma similar a la producida en respuesta al hongo. La preactivacion de genes de defensa especificos de la respuesta a hongos podria ser la base de la resistencia inducida por el acido hexanoico. Tras el tratamiento, tambien se ha observado la expresion diferencial de algunos genes que no responden a la infeccion, como algunas glutarredoxinas, endoquitinasas, y PRs que podrian representar un mecanismo clave de la resistencia inducida por este inductor.