Análisis genómico y transcriptómico de la interacción musa - pseudocercospora fijiensis como herramienta en la identificación y caracterización de genes fúngicos de virulencia y patogenicidad

Abstract

La Sigatoka negra causada por el hongo Mycosphaerella fijiensis, sinónimo de Pseudocercóspora fijiensis es la enfermedad más importante en el cultivo del banano en el mundo. La enfermedad afecta la capacidad fotosintética de planta y posteriormente el tamaño y calidad de la fruta, generando grandes pérdidas económicas. Son pocos los estudios genéticos reportados que permiten entender cómo el hongo enferma a la planta y cómo evade las defensas de esta; para ello es necesario identificar en el hongo genes candidatos asociados con la patogenicidad y la virulencia. En este trabajo se empleó un análisis bioinformático y de microarreglos para identificar en el hongo la presencia de proteínas secretadas ricas en cisteína (SSPs) con expresión diferencial durante la interacción incompatible planta - P. fijiensis. Adicionalmente, se realizó una búsqueda sistemática de genes mediante el ensamble y anotación de 27 genomas de P. fijiensis, P. musae y P. eumusae. Se encontraron 12 genes codificantes para SSPs con expresión diferencial, además, se encontraron 5 genes asociados con patogenicidad, 7 genes asociados con el desarrollo del patógeno y 7 genes asociados con la biosíntesis de la melanina. Una vez identificados, se procedió con la evaluación funcional de dos genes candidatos mediante nocauts para los genes SD y 85220, además de permitir la evaluación de un método de disrupción génica mediado por Agrobacterium tumefaciens, con lo cual se estableció un protocolo efectivo de evaluación génica, nuestros resultados posibilitan la incursión hacia futuros trabajos de análisis poblacional o de genes con importancia fisiológica en P. fijiensis. (texto tomado de la fuene)

Black Sigatoka caused by the fungus Mycosphaerella fijiensis (anamorph Pseudocercospora fijiensis), is the most important disease in banana cultivation worldwide. The disease affects the plant's photosynthetic capacity and subsequently the size and quality of the fruit, leading to significant economic losses. There are few reported genetic studies that help understand how the fungus infects the plant and evades its defenses; therefore, it is necessary to identify candidate genes associated with pathogenicity and virulence in the fungus. In this study, a bioinformatic and microarray analysis was used to identify secreted cysteine-rich proteins (SSPs) with differential expression during the incompatible interaction between the plant and P. fijiensis. Additionally, a systematic search for genes was conducted by assembling and annotating 27 genomes of P. fijiensis, P. musae, and P. eumusae. Twelve genes encoding for SSPs with differential expression were found, as well as five genes associated with pathogenicity, seven genes associated with the pathogen's development, and seven genes associated with melanin biosynthesis. Once identified, two candidate genes were functionally evaluated through knockout experiments for the SD and 85220 genes, in addition to assessing a gene disruption method mediated by Agrobacterium tumefaciens. This established an effective protocol for genetic evaluation, and our results enable future population analysis or studies of genes with physiological importance in P. fijiensis.