Identificación y validación de genes ejecutores en yuca blancos de TALEs de la bacteria Xanthomonas axonopodis pv. manihotis

Abstract

La bacteriosis vascular generada por Xanthomonas phaseoli pv. manihotis (Xpm), es una de las principales enfermedades en yuca. La búsqueda de nuevas fuentes de resistencia hacia esta, ha conducido al uso del mecanismo de acción de los: Transcription Activator like effectors (TALEs) presentes en Xpm. Los TALEs son efectores de la bacteria que poseen actividad transcripcional, induciendo genes de resistencia (E) en la planta. La investigación actual explotó este mecanismo para la búsqueda de genes E candidatos en yuca (Manihot esculenta Crantz). Para alcanzar este objetivo, fue necesario evaluar algunos sistemas de liberación, determinar un fenotipo de resistencia por parte de algún TALE y optimizar la metodología para el estudio de este patosistema. Los resultados obtenidos permitieron, identificar la infiltración como método para la inoculación bacteriana en yuca, seleccionar Xpm como sistema para la liberación de los TALEs y determinar las condiciones más adecuadas para la evaluación del crecimiento bacteriano y del índice de progreso de la enfermedad, tanto en plantas adultas como en plantas crecidas in vitro. Adicionalmente, la búsqueda de fuentes de resistencia condujo a un análisis transcripcional en plantas inoculadas con Xpm318 y Xpm681, las cuales generan una respuesta de susceptibilidad (S) y de resistencia (R) en la variedad MBRA685. Los resultados permitieron concluir que la respuesta de resistencia, se caracteriza por la activación de una mayor cantidad de genes con altos niveles en su expresión. Finalmente, el uso de los parámetros optimizados anteriormente, propició la búsqueda de genes ejecutores. El efecto de las inoculaciones de TALEs en yuca, favoreció la identificación de una respuesta hipersensible (HR) en plantas inoculadas con el TAL15, los genes ejecutores candidatos fueron buscados mediante un experimento de RNAseq y validados mediante qRT-PCR. Los resultados revelan que los genes Manes.11G030700, Manes.08G002700 y Manes.07G050200 son potenciales candidatos ejecutores de la respuesta de resistencia de la planta.

Abstract: Cassava bacterial blightgenerated by Xanthomonas phaseolipv.manihotis(Xpm), is one of the main diseases in cassava. The search for new sources of resistance to it has led to the use of the mechanism of action of: Transcription Activator like effectors (TALEs) present inXpm. TALEs are effectors of the bacteria that possess transcriptional activity, inducing resistance genes (E) in the plant. Current research exploited this mechanism for the search for candidate E genes in cassava (Manihot esculentaCrantz). To achieve this objective, it was necessary to evaluate some release systems, determine a resistance phenotype by some TALE and optimize the methodology for the study of thispatosystem. The results obtained allowed us to identify infiltration as a method for bacterial inoculation in cassava, selectXpmas a system for the release of TALEs and determine the most appropriate conditions forthe evaluation of bacterial growth and the rate of disease progress, both in adult plants as in plants grown in vitro. Additionally, the search for sources of resistance led to a transcriptional analysis in plants inoculated with Xpm318 and Xpm681, which generate a susceptibility response (S) and resistance (R) in the MBRA685 variety. The results allowed us to conclude that the resistance response is characterized by the activation of a greater number of genes with high levels of expression. Finally, the use of the parameters optimized above, led to the search of executor R genes. The effect of the inoculations of TALEs in cassava, favored the identification of a hypersensitive response (HR) in plants inoculated with TAL15, the executor R genes candidateswere searched by means of anRNAseqexperiment and validated byqRT-PCR. The results reveal that the genes Manes.11G030700, Manes.08G002700 and Manes.07G050200 are potential executor R genescandidates in cassava.