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Descrita una nueva ruta de inmunidad vegetal en tomate que confiere resistencia frente a la bacteria Pseudomonas syringae

Las proteínas quinasas activadas por mitógenos (MAPK) desempeñan un papel fundamental en la transducción de señales tanto de desarrollo como señales ambientales. AtYODA es una MAP3K de Arabidopsis thaliana que controla el desarrollo estomático y las respuestas inmunes no canónicas. El grupo de “Inmunidad innata de las plantas y resistencia a hongos necrotrofos”, del CBGP demostró previamente que las plantas de Arabidopsis que sobreexpresan una proteína YODA constitutivamente activa (AtCA-YDA) muestran una activación constitutiva de rutas de inmunidad no-canónicas y la expresión de genes de defensa que les confieren una mayor resistencia a un amplio espectro de enfermedades causadas por diferentes patógenos (Sopeña-Torres et al., 2018).

En este nuevo trabajo el grupo liderado por el Dr. Antonio Molina y la Dra. Lucia Jordá, en colaboración con investigadores de la universidad de Castilla la Mancha, el Centro Nacional de Biotecnología y las empresas Plant Response Biotech y Semillas Fitó, ha demostrado la función de YDA en la inmunidad de cultivos, al sobreexpresar AtCA-YDA en plantas de tomate (
Solanum lycopersicum). Estas plantas de tomate (AtCA-YDA) no muestran defectos en el desarrollo ni alteraciones de la producción de frutos, y presentan un menor índice estomático. Además, estas plantas AtCA-YDA de tomate presentan una activación constitutiva de rutas de inmunidad no-canónicas y la expresión de genes de defensa asociados que les confieren una mayor resistencia a la bacteria Pseudomonas syringae pv. tomate DC3000 (Pto). Estos resultados de “prueba de concepto” realizados en colaboración con empresas, confirman la función de YDA en la regulación de rutas de señalización que confieren a los cultivos resistencia a enfermedades.

Asimismo, se han generado mutantes de tomate alterados en los ortólogos más cercanos de
AtYDA (Solyc08g081210 (SlYDA1) y Solyc03g025360 (SlYDA2)) mediante la técnica de edición génica CRISPR/Cas9. Los mutantes Slyda1 y Slyda2 son más susceptibles a Pto que las plantas silvestres, pero solo Slyda2 muestra un índice estomático alterado. Estos resultados indican que los ortólogos del tomate tienen funciones especializadas y respaldan que YDA también regula las respuestas inmunitarias en tomate. Los resultados de este artículo sugieren que los genes SlYDA se pueden considerar caracteres genéticos de interés en programas de mejora de la resistencia de tomate a enfermedades y que YDA tiene potencial para aplicaciones biotecnológicas como se revindica en la patente del CBGP (UPM-INIA) sobre este gen que se encuentran licenciada al sector empresarial (Molina et al., 2015. US14/652,285).


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La expresión de AtCA-YDA en tomate no tiene un efecto deletéreo sobre el desarrollo de la planta y confiere una mayor resistencia frente a la bacteria Pseudomonas syringae pv. tomate DC3000. (A) Morfología de los genotipos indicados a los 18, 25 y 35 días después de la siembra. (B) Número de frutos recolectados de las líneas indicadas. (C) Peso fresco (gramos / fruto) de los frutos de tomate producidos por las plantas AtCA-YDA # 3 y # 7 y MM. (D) Fenotipos representativos de frutos de plantas MM y AtCA-YDA # 3 y # 7. (E) Crecimiento bacteriano a los 0 y 5 días posteriores a la inoculación (dpi). (F) Síntomas macroscópicos de la infección bacteriana en hojas de los genotipos indicados a 8 dpi.


Publicación Original:

Téllez, J., Muñoz-Barrios, A., Sopeña-Torres, S., Martín-Forero, A.F., Ortega, A., Pérez, R., Sanz, Y., Borja, M., de Marcos, A., Nicolas, M., Jahrmann, T., Mena, M., Jordá, L., Molina, A. 2020. YODA Kinase Controls a Novel Immune Pathway of Tomato Conferring Enhanced Disease Resistance to the Bacterium Pseudomonas syringae. Frontiers in Plant Science 11, 1569. DOI: 10.3389/fpls.2020.584471

 

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