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Los nematodos del género Meloidogyne inducen la formación de agallas en la raíz reclutando mecanismos de desarrollo de organogénesis post-embrionaria y de regeneración para promover una pluripotencia transitoria

Los nematodos formadores de agallas del género Meloidogyne spp. son fitoendoparásitos obligados que inducen en las raíces de las plantas nuevos órganos post- embrionarios de alimentación denominados agallas. En el interior de las agallas donde se establecen, inducen la formación de células de alimentación especializadas que actúan como sumideros de nutrientes, las células gigantes. El estudio del desarrollo de agallas y de las células gigantes tiene un doble interés desde el punto de vista científico, ya que por un lado urge el estudio molecular de la infección de este patógeno para la búsqueda de medios alternativos de control debido a su alto impacto en la agricultura. Por otro lado, el conocimiento de los genes implicados y su función en este proceso de desarrollo post- embrionario podría ayudar a la comprensión de este tipo de mecanismos que ocurren en las plantas debido a diferentes estímulos ambientales.

En este trabajo, liderado por la Dra. Carolina Escobar de la Universidad de Castilla- La Mancha con investigadores del grupo de interacción planta- nematodo (www.uclm.es/grupos/gbbmp), y en el que han participado varios investigadores del CBGP, se ha estudiado el papel de diferentes genes implicados en otros procesos de desarrollo de plantas durante la formación de las agallas. Se han utilizado mutantes y líneas reporteras de genes marcadores del meristemo apical de la raíz, de desarrollo de raíces laterales o de formación de callos para estudiar la función y expresión de estos genes durante el desarrollo de agallas. Hemos comprobado que genes clave para la formación de raíces laterales como ARF5, GATA23 y AHP6 y genes marcadores del meristemo apical como SHR, SCR o WOX5, tienen un papel fundamental también en la formación de agallas. Además mediante el uso de la línea marcadora de células fundadoras de primordios, pSKP2B:GUS, mostramos que los nematodos no alteran el números de células fundadoras de raíces laterales, sino que inducen localmente este marcador, probablemente a través de la alteración del balance entre auxinas y citoquininas, como muestra el gen marcador pAHP6:GUS. La activación de los programas de desarrollo en los que participan estos genes estarían provocando en la agalla un estado de pluripotencia transitoria, apareciendo células con capacidad meristemática en el interior de los sitios de alimentación de los nematodos durante su desarrollo, que posiblemente participen en la formación de este nuevo órgano. Este estudio por lo tanto arroja luz sobre los mecanismos moleculares que participan en el desarrollo de las agallas y muestra diferentes genes diana candidatos para el desarrollo de herramientas biotecnológicas para el control de este patógeno en la agricultura.

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Publicación Original:

Olmo, R., Cabrera, J., Díaz‐Manzano, F.E., Ruiz‐Ferrer, V., Barcala, M., Ishida, T., García, A., Andrés, M.F., Ruiz‐Lara, S., Verdugo, I., Ochoa, M.P., Fukaki, H., del Pozo, J.C., Moreno‐Risueno, M.Á., Kyndt, T., Gheysen, G., Fenoll, C., Sawa, S., Escobar, C. 2020. Root-knot nematodes induce gall formation by recruiting developmental pathways of post-embryonic organogenesis and regeneration to promote transient pluripotency. New Phytologist. DOI: 10.1111/nph.16521

 

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