El receptor tipo quinasa COK-4 de Phaseolus vulgaris L. es requerido para la activación temprana de mecanismos de defensa contra la raza 7 de Colletotrichum lindemuthianum

Abstract

Colletotrichum lindemuthianum (Sacc. & Magnus) es un hongo fitopatógeno que provoca la antracnosis, enfermedad limitante que se manifiesta con el desarrollo de lesiones necróticas en vainas, hojas, peciolo y tallos, afectando la calidad de semillas y productos comerciables de fríjol común (Phaseolus vulgaris L.). Dentro de las medidas de manejo se halla el uso de cultivares de frijol, obtenidos de programas de mejoramiento a los cuales se les han introgresado los loci Co-42 y Co-5, conocidos por conferir resistencia a varias razas de C. lindemuthianum. Sin embargo, el papel de estos genes en la activación temprana de la inmunidad vegetal en cultivares como Serranía y Sutagao, no se había evaluado. Por tal motivo, se plantearon como objetivos relacionar la presencia de los genes Co con cambios en la activación y en el tiempo de respuesta de algunos mecanismos de defensa en presencia de la raza 7 del patógeno, a través del uso de marcadores moleculares, pruebas histoquímicas y expresión diferencial de genes. Entre los resultados, se pudo comprobar que Co-42 y Co-5 están presentes en el cultivar Serranía, mientras que en Sutagao solo Co-42 el cual presentó una deleción en el gen COK-4 que codifica para un receptor tipo quinasa (RLK). En ensayos de patogenicidad se determinó que el frijol Sutagao fue susceptible al hongo, en contraste a Serranía que fue resistente. Los ensayos histoquímicos con azul de anilina y 3,3´-diaminobencidina, revelaron que el frijol Serranía indujo tempranamente mayores deposiciones de calosa y especies reactivas de oxígeno en los sitios de intento de penetración del patógeno, lo cual también fue favorecido por la expresión de genes relacionados con defensa como PR-1 y peroxidasas, en contraste al cultivar Sutagao que activó tardíamente dichos mecanismos. Esto indica que, el receptor COK-4 y el locus Co-5 podrían estar participando en la inducción temprana de mecanismos de defensa durante la interacción P. vulgaris L. – C. lindemuthianum. (Texto tomado de la fuente).

Colletotrichum lindemuthianum (Sacc. & Magnus) is a phytopathogenic fungus that causes anthracnose, a limiting disease characterized by the presence of necrotic lesions in pods, leaves, petiole and stems, affecting the quality of seeds and commercial common bean products (Phaseolus vulgaris L.). Among the management measures is the use of bean cultivars that have Co-42 and Co-5 loci, transfered by breeding programs and confer resistance to several races of C. lindemuthianum. However, the role of these genes in the early activation of plant immunity in cultivars such as Serranía and Sutagao, has not been evaluated. For this reason, the objectives were to relate the presence of Co genes with changes in the activation and response time of some defense mechanisms in the presence of race 7 of the pathogen, through the use of molecular markers, histochemical tests and differential gene expression. Among the results, it was found that Co-42 and Co-5 are present in Serrania cultivar, while in Sutagao a deletion was found in Co-42, specifically in the COK-4 gene that codes for a Receptor-like Kinase (RLK). In pathogenicity tests Sutagao was susceptible to the fungus, in contrast to Serranía that was resistant. Histochemical tests with aniline blue and 3,3'-diaminobenzidine, revealed that Serrania early induced more depositions of callose and reactive oxygen species at sites of attempted penetration of pathogen, which was also favored by the expression of defense-related genes such as PR-1 and peroxidases, in contrast to Sutagao that delayed such mechanisms. This indicates that, the COK-4 receptor and locus Co-5 are required for the early induction of defense mechanisms during the P. vulgaris L. - C. lindemuthianum interaction.