Role of two pathogenesis-related proteins (PRs) in tomato plant defense against Ralstonia solanacearum

Resum

El patogen vegetal Ralstonia solanacearum és l'agent causal de la devastadora malaltia coneguda com a marciment bacterià. R. solanacearum és un patogen del sòl i vascular que ingressa a les plantes hostes a través de ferides a les arrels i llocs d'emergència de les arrels laterals. Un cop dins de la planta, el patogen travessa l'apoplast cortical fins arribar al cilindre vascular i es multiplica ràpidament als vasos del xilema, assolint nombres molt alts. La combinació del creixement bacterià i la secreció d'un exopolisacàrid viscós obstrueix els vasos infectats, bloquejant el flux d'aigua i causant símptomes de marciment que condueixen a la mort de la planta. Fins a la data, el mètode més efectiu per controlar R. solanacearum és l'ús de resistència genètica._x000D_ _x000D_ A l'apoplast, el primer camp de batalla entre la planta i el patogen, l'hoste pot percebre els patrons moleculars associats a microbis (MAMP, per les seves sigles en anglès) a través dels receptors, activant la immunitat desencadenada per patrons (PTI, per les seves sigles en anglès). Com a part de la seva resposta de defensa, les cèl·lules vegetals secreten proteases que poden tallar les proteïnes del patogen fent-les detectables pel sistema immune. Les proteases vegetals secretes també poden desencadenar la immunitat proteolitzant altres proteïnes vegetals. No obstant això, els patògens poden contrarestar la proteòlisi utilitzant inhibidors de proteases. Alhora, les plantes hostes poden secretar quitinasa i peroxidases per combatre els patògens a l'apoplast. Per explorar les respostes proteòmiques en resposta a R. solanacearum en plantes de tomàquet, vam extreure apoplast i xilema de cultivars susceptibles (Marmande) i resistents (H7996) després de la infecció. La proteòmica comparativa va revelar una alta inducció de la proteasa P69s (Capítol I) i les proteïnes PR1 (Capítol II) durant la infecció per R. solanacearum._x000D_ _x000D_ Al Capítol I, vam caracteritzar el paper de la família de subtilases P69 específiques de les Solanàcies en la interacció entre R. solanacearum i les plantes de tomàquet. La infecció per R. solanacearum va activar post-traduccionalment diverses P69s de tomàquet. Entre elles, P69D es va activar exclusivament a les plantes de tomàquet resistents H7996. Experiments in vitro van mostrar que l'activació de P69D per l'eliminació del prodomini es va produir de manera autocatalítica e intramolecular, en una reacció no dependent del residu aigües amunt del lloc de processament. És important assenyalar que les plantes de tomàquet deficients en P69D eren més susceptibles al marciment bacterià. L'expressió transitòria de P69B, D i G a Nicotiana benthamiana va limitar la proliferació de R. solanacearum. _x000D_ _x000D_ Al Capítol II, vam caracteritzar el paper de la família de proteïnes PR1 en la interacció entre el tomàquet i R. solanacearum. La infecció de les plantes de tomàquet va donar lloc a l'acumulació de quatre proteïnes PR1 diferents PR1a, b, c i d. Les proteïnes PR1s es localitzaven en cossos multivesiculars. La mutació del lloc de tall va atrapar PR1b en el reticle endoplasmàtic (ER), però no a PR1c, que encara podia translocar-se als cossos multivesiculars. PR1b i les seves variants no mostren una funció antimicrobiana directa contra R. solanacearum. No obstant això, un péptid CAPE sintetitzat químicament, derivat de PR1b, va inhibir la multiplicació de R. solanacearum en fulles i xilema de tomàquet mitjançant l'activació de gens de defensa de la planta, com gens sensibles a l'àcid jasmònic (PI-I i PI-II) i PR1b, el seu propi precursor. És important destacar que dues de les tres línies mutants de tomàquet pr1b generades en aquest estudi eren lleugerament més resistents a la infecció per R. solanacearum, específicament quan el patogen va ser inoculat al sòl.

Data del Ajut	24 de nov. 2023
Idioma original	Anglès
Supervisor	Núria Sánchez Coll (Director/a) & Marc Valls Matheu (Director/a)