Estudio de la respuesta de defensa de la especie Theobroma cacao L. a la infección de Phytophthora palmivora (Butler)

Abstract

El cacao colombiano es considerado de sabor fino y aroma, lo cual abre la posibilidad de llegar a mercados diferenciados. En Colombia, la producción de cacao se ve afectada por limitantes de tipo fitosanitario, como la mazorca negra del cacao, enfermedad causada por los patógenos del género Phytophthora spp. Phytophthora palmivora es la especie que tiene mayor presencia en el cultivo de cacao en el mundo, pero este patógeno ha sido poco estudiado en nuestro país. La búsqueda de plantas resistentes a la enfermedad y el conocimiento de los mecanismos de defensa constituyen un objetivo primordial de estudio para el mejoramiento genético de la especie. En este trabajo, se propuso estudiar la respuesta de defensa de plántulas de Theobroma cacao L. a la infección de P. palmivora usando herramientas fenotípicas y moleculares. Se estandarizó un nuevo protocolo para la infección de plántulas. Se confirmó que existe una respuesta diferencial a nivel fenotípico y molecular entre dos genotipos contrastantes SCA-6 (tolerante) y CCN-51 (susceptible). Se evidenció una activación diferencial de genes de las vías de señalización relacionadas con las fitohormonas ácido salicílico (SA), etileno (ET) y ácido jasmónico (JA), mediante la cuantificación de la expresión de genes usando RT-qPCR. La vía del ácido salicílico se encontró activa a las 48 horas post inoculación (hpi) en el genotipo susceptible CCN-51, mientras que las vías del JA y ET estuvieron activas en el genotipo tolerante SCA-6, a las 24 hpi. De esta manera, se observó que la respuesta en cacao de las vías del JA y ET son antagonistas a la vía del SA y que los genes relacionados en éstas se manifiestan en distintas etapas durante la infección del patógeno. La información generada constituye un insumo para el entendimiento de la interacción entre este patógeno y cacao, además provee insumos para la futura selección de plantas mejoradas con resistencia a la enfermedad. (Texto tomado de la fuente).

The Colombian cacao is considered of fine flavor and aroma, which opens the possibility of reaching specialized markets. In Colombia, cocoa production is affected by phytosanitary restrictions, such as the black pod, a disease caused by the species of the genus Phytophthora spp. Phytophthora palmivora is the most cosmopolitan pathogen in cocoa crops in the world, but it has been little studied in our country. The presence of black pod has affected drastically the cacao production in Colombia. It is essential to look for resistant or tolerant plants to this disease for the genetic breeding program. It is also necessary to carry out comparative studies on defense mechanisms that are activated in tolerant or resistant plants. We studied the defense response of Theobroma cacao L. seedlings to P. palmivora infection using phenotypic and molecular tools comparing two genotypes with contrasting response to the pathogen, CCN-51 (susceptible) and SCA-6 (tolerant). During this project, a new protocol for seedling infection was standardized. The results showed a differential response at the phenotypic and molecular level between the two contrasting genotypes. The activation of genes of the signaling pathways related to phytohormones between the two genotypes is contrasting. The salicylic acid pathway was activated in the susceptible genotype CCN-51 at 48 hours post-inoculation (hpi). In contrast, the jasmonic acid and ethylene pathways were activated at 24 hpi in the tolerant genotype, SCA-6. These results confirmed that these pathways have a response antagonist and synergistic and genes related to these pathways are manifested at different stages during the pathogen's infection. The results of this project are important to improve the knowledge of the relationship between P. palmivora and T. cacao as well as providing insights for the selection of improved plants with resistance to disease