La proteína quinasa yoda regula respuestas de inmunidad y la resistencia a patógenos de arabidopsis thaliana y tomate (solanum lycopersicum)
- Autores: Julio Téllez de Pablos
- Directores de la Tesis: Antonio Molina Fernández (dir. tes.), Lucia Jorda Miro (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad Politécnica de Madrid ( España ) en 2021
- Idioma: español
- Materias:
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- Resumen
Las proteínas quinasas activadas por mitógenos (MAPKs) forman módulos de regulación altamente conservados en las células eucariotas y desempeñan un papel fundamental en la transducción de señales procedentes de estímulos ambientales o de procesos de desarrollo. El módulo formado por la MAP3K YODA (YDA) con MKK4/MKK5 y MKP3/MKP6 resulta clave en el control del patrón estomático. Recientemente, nuestro grupo ha demostrado que la MAP3K YDA de Arabidopsis desempeña además un papel esencial en la inmunidad vegetal. La expresión de una versión constitutivamente activa de YDA (AtCA-YDA) en Arabidopsis confiere a las líneas CA-YDA una resistencia de amplio espectro a patógenos con diferentes mecanismos de infección. A pesar de que las rutas de inmunidad canónicas, mediadas por hormonas como el ácido salicílico, jasmónico o etileno, no están alteradas en las plantas CA-YDA, muchos genes relacionados con defensa están regulados positivamente, indicando que YDA modula nuevas vías de inmunidad vegetal.
En esta Tesis se ha determinado la funcionalidad de la ruta de señalización defensiva mediada por YDA en plantas de tomate (Solanum lycopersicum), mediante la generación de líneas transgénicas que sobreexpresan la versión constitutivamente activa de YDA de Arabidopsis (AtCA-YDA). Estas plantas presentan una reducción en el índice estomático, tal y como ocurre en las plantas de Arabidopsis CA-YDA y además son más resistentes a la bacteria Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000 (PsPto), corroborando la funcionalidad de YDA en la inmunidad de las plantas de tomate. Esta función se vio reforzada por la generación de mutantes de tomate editados con CRISPR/Cas9 en los dos genes ortólogos más cercanos a AtYDA [Solyc08g081210 (SlYDA1) y Solyc03g025360 (SlYDA2)]. Los mutantes Slyda1 y Slyda2 son extremadamente susceptibles a PsPto en comparación con las plantas silvestres, sin embargo, solo Slyda2 muestra un índice estomático alterado. Estos resultados indican que los ortólogos de tomate tienen funciones especializadas y respaldan que YDA funciona como un regulador clave de las respuestas inmunitarias también en tomate.
Además, en la presente Tesis se ha caracterizado el papel de dos conjuntos de genes cuya regulación es dependiente de YDA. Las plantas CA-YDA expresan constitutivamente un grupo de genes mayoritariamente de función desconocida que codifican posibles péptidos señalizadores extracelulares, que hemos denominado SSPs (SMALL SECRETED PEPTIDES) y que podrían funcionar como Damage-Associated Molecular Patterns (DAMPs), así como un grupo de posibles receptores de membrana (PRPs; PUTATIVE RECEPTOR PROTEIN). Mutantes en un número elevado de estos SSPs y PRPs son más susceptibles a infecciones por patógenos, demostrando su relevancia en inmunidad vegetal. Por ello, se hipotetiza que los péptidos extracelulares SSPs podrían actuar como fitocitoquinas potenciando las respuestas defensivas y algunos receptores PRP podrían forman parte de nuevas rutas de señalización de defensa. El conocimiento adquirido en el presente proyecto contribuirá a disponer de una colección de genes de interés para programas de mejora vegetal y a diseñar estrategias que potencien nuevos mecanismos de inmunidad de los cultivos.
