Análisis transcriptómico de respuestas a la colonización de raíces por el agente de biocontrol endofítico Pseudomonas fluorescens PICF7 en tejidos de olivo

Trabajo presentado en el VI Reunión del Grupo Especializado SEM - Microbiología de Plantas (Sociedad Española de Microbiología), celebrado en Miraflores de la Sierra (Madrid) del 11 al 13 de marzo de 2015.Pseudomonas fluorescens PICF7 controla eficazmente la Verticilosis (Verticillium dahliae Kleb.) del olivo, una de las enfermedades más importantes que afecta a este cultivo. Además, es capaz de colonizar endofíticamente las raíces de esta leñosa. Con objeto de conocer las respuestas genéticas que tienen lugar tras la colonización de las raíces de olivo por PICF7 tanto a nivel local (raíces) como sistémico (tejidos aéreos), se recogieron a lo largo de un amplio intervalo temporal (21 días) muestras de raíces (R) y de parte aérea (A) de plantones ‘Arbequina’ cuyas raíces habían sido inoculadas con PICF7. Se construyeron cuatro librerías de cDNA enriquecidas en genes de olivo, inducidos (U) o reprimidos (D), dos a partir de tejidos R y otras dos de tejidos A mediante la metodología ‘Suppression Subtractive Hybridization’. Esto permitió identificar 445RU y 376AU ‘Expressed Sequence Tags’ (ESTs) y 119RD y 266AD ESTs, muchas de ellas relacionadas con respuestas defensivas en plantas a diversos estreses. A efectos de validación, experimentos de PCR cuantitativa en tiempo real (qRT -PCR) realizados con cDNA a partir de tejidos R confirmaron la inducción de genes implicados en biosíntesis de fenilpropanoides, terpenoides y hormonas. Por tanto, estos genes están involucrados en la inducción de repuestas defensivas como consecuencia de la presencia de PICF7 en raíces. El análisis bioinformático también reveló la inducción de genes que codifican para lipoxigenasa, catalasas, proteínas PR, así como factores de transcripción relacionados con defensa (bHLH, WRKY, GRAS1). Por otro lado, se seleccionaron cinco ESTs identificadas en la genoteca AU para llevar a cabo experimentos qRT-PCR igualmente dirigidos a validar su inducción de forma sistémica y, en este caso, a determinar su patrón de expresión a lo largo del tiempo (1, 3, 7 y 15 días tras la inoculación con PICF7). Así se confirmó la inducción de los genes que codifican para lipoxigenasa 2, catalasa, 1-aminociclopropano-1- carboxilato oxidasa y fenilalanina amonio-liasa para alguno de los tiempos ensayados. Se observó también la inducción de diferentes factores de transcripción (JERF1, WRKY, bHLH) implicados en respuestas de defensa. En las genotecas RD y AD se identificaron genes que codifican para proteínas relacionados con respuesta de defensa, tales como represoras de auxinas, taumatinas, PRs, universales de repuesta a estrés, de unión a salicílico y defensinas, entre otros. Los resultados confirman que la colonización de raíces de olivo por PICF7 provoca cambios transcriptómicos masivos, locales y sistémicos, y sugieren que la planta responde a esta colonización de una forma defensiva, al menos transitoriamente. Sin embargo, estás respuestas son insuficientes para impedir el establecimiento interno de PICF7 o son reguladas/sorteadas por esta cepa mediante mecanismos específicos aún por determinar. Además de que dichas respuestas pueden explicar la capacidad de biocontrol de este endófito, la interacción olivo-PICF7 puede servir para estudiar cómo se modulan o superan las respuestas defensivas de la planta en respuesta a la colonización por una bacteria con capacidad endofítica.Financiado por los proyectos P07-CVI-02624 y P12-AGR667 de la Junta de Andalucía y AGL2009-07275 del MICINN/MINECO, todos con cofinanciación FEDER de la UE.N