Determinación de factores moleculares que participan en la generación del fenotipo de infección hipervirulento del hongo Botrytis cinerea mutante para el gen bcfet1
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Fecha
2021
Autores
Profesor/a Guía
Facultad/escuela
Idioma
es
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Editor
Universidad Andrés Bello
Nombre de Curso
Licencia CC
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Resumen
Botrytis cinerea es uno hongo necrotrófico y fitopatógeno que afecta a más de 1000 especies
vegetales. Es de vital importancia para el crecimiento y desarrollo de este hongo la concentración y/o
disponibilidad de nutrientes. Dentro de estos, el hierro ocupa un lugar de relevancia debido a que
participa en casi todos los procesos fisiológicos de un organismo gracias a su capacidad de revertir
entre su estado oxidado y reducido. Sin embargo, el metal muestra toxicidad, ya que el Fe(II) puede
catalizar la reacción de Fenton, produciendo especies reactivas de oxígeno (ROS).
En los hongos existen principalmente dos mecanismos para captar hierro. El primero a través
de sideróforos, una clase heterogénea de moléculas peptídicas pequeñas de síntesis no ribosomal. El
segundo sistema consiste en la absorción por agentes reductores que comprende funciones de
reductasa y permeasa/ferroxidasa funcionalmente relacionadas y dependientes, el cual se denomina
RIA (del inglés, Reductive Iron Assimilation), los que están codificados en el genoma del hongo B.
cinerea. Interesantemente, las mutantes simples Δbcfet1 y Δbcftr1 (que forman parte esencial de RIA,
codificando para la ferroxidasa y permeasa de hierro, respectivamente) presentan diferencias en su
desarrollo e infección. Sólo para el mutante Δbcfet1, se observa un fenotipo de infección
hipervirulento, mientras que para el mutante Δbcftr1 no, siendo que se ha descrito en otros sistemas
fúngicos homólogos, incluyendo fitopatógenos, una interdependencia funcional entre ambas
proteínas.
Por esto, para poder comprender de mejor forma el sistema RIA de B. cinerea, e identificar
potenciales mecanismos que pudieran explicar la hipervirulencia del mutante Δbcfet1, proponemos en
esta tesis generar el mutante doble Δbcfet1+Δbcftr1, comparando su fenotipo de infección con respecto
a la cepa silvestre B05.10. Además, mediante análisis bioinformáticos y experimentos de expresión
génica, proponemos identificar posibles genes candidatos involucrados en la homeostasis del hierro y evaluar su expresión en diferentes condiciones de disponibilidad del metal, del cual depende la
hipervirulencia de la cepa Δbcfet1.
Los resultados obtenidos muestran que el fenotipo exhibido por el mutante Δbcfet1+Δbcftr1 es
similar al de la cepa mutante Δbcftr1, y no así al de la cepa mutante Δbcfet1. Nuestros análisis nos
permitieron identificar 3 posibles genes candidatos que codificarían para la(s) hierroreductasa(s)
componente(s) del sistema RIA. En condiciones de inanición de hierro, datos de expresión génica
muestran un fuerte aumento en los niveles de expresión del gen bcsidA en la mutante Δbcfet1 pero no
así en la cepa silvestre B05.10 del hongo, el que sería el precursor de sideróforos en B. cinerea.
Además, según nuestros análisis de expresión, el factor de transcripción hapX de B. cinerea, el que
participa de la homeostasis de hierro en otros hongos, también presenta un fuerte aumento en los
niveles de expresión en condiciones de limitancia e inanición de hierro y en la mutante Δbcfet1.
Los resultados obtenidos sugieren que la sola ausencia del gen bcfet1 no estaría explicando el
fenotipo de infección hipervirulento de la mutante Δbcfet1. Por el contrario, en esta mutante, se estaría
compensando la deficiencia del sistema RIA, incluso en condiciones de suficiencia de hierro,
mediante la síntesis de sideróforos.
Notas
Tesis (Magíster en Biotecnología y Ciencias de la Vida)
Esta tesis de magister se realizó en el Laboratorio de Genética de Hongos del Centro de Biotecnología Vegetal de la Facultad de Ciencias de la Vida de la Universidad Andrés Bello y fue financiada por ANID mediante el proyecto FONDECYT 1190611 y el Programa Iniciativa Científica Milenio ICN17_022 del Instituto Milenio de Biología Integrativa (iBIO).
Esta tesis de magister se realizó en el Laboratorio de Genética de Hongos del Centro de Biotecnología Vegetal de la Facultad de Ciencias de la Vida de la Universidad Andrés Bello y fue financiada por ANID mediante el proyecto FONDECYT 1190611 y el Programa Iniciativa Científica Milenio ICN17_022 del Instituto Milenio de Biología Integrativa (iBIO).
Palabras clave
Botrytis Cinerea, Genética, Hongos, Investigaciones