Análisis transcriptómicos de dos isolíneas de tomate en respuesta al hongo Stemphylium lycopersici: mecanismos de resistencia mediados por el locus Sm

Abstract

El tomate (Solanum lycopersicum L.) es un cultivo de gran relevancia a nivel mundial y es el segundo cultivo hortícola más importante en Uruguay. Hongos del género Stemphylium, causan la mancha gris de la hoja del tomate, una enfermedad destructiva responsable de grandes pérdidas de producción en variedades susceptibles. En el marco del programa de mejoramiento del INIA, se generaron isolíneas de tomate susceptibles y resistentes a la infección por Stemphylium mediante la incorporación del locus de resistencia Sm. Con el objetivo de identificar los mecanismos asociados a la resistencia mediada por este locus, se inocularon las isolíneas con un aislado virulento de S. lycopersici (UYSLS32). Como resultado de la inoculación, se observaron síntomas claros en la isolínea susceptible a los 5 días post inoculación (dpi), los cuales progresaron evidenciando necrosis y clorosis a los 9 dpi. En la isolínea resistente no se evidenciaron síntomas a 5 dpi, y solamente se detectaron pequeñas manchas a los 9 dpi. Posteriormente se analizaron los transcriptomas de las dos isolíneas sin tratamiento, o inoculadas con S. lycopersici (UYSLS32) en comparación con el tratamiento con agua como control a los 5 y 9 dpi. En los tejidos sin tratamiento se observó el aumento de 320 genes diferencialmente expresados (DEGs) en la isolínea resistente versus la susceptible. A los 5 dpi se observó inducción de DEGs inducidos en la isolínea resistente inoculada versus el tratamiento control fue de mientras que en la susceptible fue de 688. A 9dpi el aumento en la resistente fue de 136 DEGs mientras que en la susceptible fue de 384. A 0 dpi la resistente en comparación con la susceptible tiene aumento de DEGs en procesos biológicos como: exportación de proteínas desde el núcleo, exportación de subunidades ribosomales desde el núcleo, proceso de síntesis de cumarina y respuesta a estímulos bióticos, respuesta a estrés y regulación del ácido jasmónico mediado por vías de señalización. A 5 dpi en la resistente se observó aumento de DEGs en funciones moleculares como actividad antioxidante, actividad catalítica y unión de ácido abscísico, así como en procesos biológicos como catálisis de componentes de la pared celular, detoxificación, respuesta a estrés y estímulo biótico, proceso catabólico de quitina y proceso catabólico de peróxido de hidrógeno. En la susceptible observamos aumento de DEGs en funciones moleculares como actividad catalítica, actividad oxidorreductasa, actividad inhibitoria de enzimas, unión de ác. Abscísico y ác, carboxílico, y en procesos biológicos como el proceso catabólico de quitina, proceso de biosíntesis de cumarina y oxilipina, procesos biológicos de interacción entre organismos, respuesta de defensa, respuesta a estímulos bióticos externos y respuesta de ác. Jasmónico. A 9 dpi la isolínea resistente presentó aumento en procesos biológicos como vías de señalización mediadas por hormonas, sistema de transducción de señales fosforiladas y procesos metabólicos de compuestos que contienen benzeno, mientras que en el caso de la susceptible, se hubo aumento en funciones moleculares como unión de polisacáridos y quitina, actividad oxido reductasa, actividad proteína tirosin kinasa, inhibición de actividad endopeptidasa y actividad de factores de transcripción.