Identificación de la expresión génica en mango (Mangifera indica L. cultivar Azúcar) que favorece la patogenicidad del endófito Colletotrichum tropicale en frutos

Abstract

El hongo endófito Colletotrichum tropicale se torna patógeno en frutos maduros de mango cv. Azúcar, generando síntomas típicos de antracnosis, enfermedad más limitante en poscosecha en el Magdalena (Colombia); sin embargo, no se tiene claridad de la estrategia infectiva intracelular y la expresión génica del hospedante que permite su transición de estilo de vida. Se planteó caracterizar el proceso histopatológico del endófito C. tropicale en fruto maduro de mango cv. Azúcar e identificar la expresión génica diferencial del hospedante que favorece dicha patogenicidad. Para esto, se realizó un estudio histológico con Astra blue-fucsina en los tiempos 0, 12, 24 y 36 hpi. Asimismo, un estudio por RNA-seq, análisis funcional y predicción de efectores. El estudio histopatológico reveló que el endófito 12 hpi sufre una fase quiescente corta, que 24 hpi finaliza para dar paso a la colonización por hifas secundarias en el parénquima e inicio de la fase necrotrófica evidente con sintomatología típica de antracnosis. El análisis transcriptómico se hizo a las 12 hpi y se logró identificar 5435 genes expresados diferencialmente en la interacción, evidenciándose genes reprimidos del fruto relacionados con funciones moleculares de la defensa por estallido oxidativo de ROS. El endófito sobreexpresó genes involucrados con procesos metabólicos y biosintéticos, secreción alta de efectores y CAZymes. Estos resultados sugieren que C. tropicale usa la estrategia patogénica de un hemibiótro mediante una fase de quiescencia y el fruto maduro de mango favorece su establecimiento en dicha fase por disminuir su defensa relacionada con el estallido oxidativo por ROS. (Texto tomado de la fuente).

The endophytic fungus Colletotrichum tropicale becomes pathogenic in ripe mango fruits (cv. Azúcar), causing typical anthracnose symptoms, the most limiting postharvest disease in the Magdalena region (Colombia). However, the intracellular infection strategy and the host gene expression enabling this lifestyle transition remain unclear. This study aimed to characterize the histopathological process of C. tropicale in ripe mango fruit (cv. Azúcar) and identify differential host gene expression that favors its pathogenicity. A histological analysis using Astra blue-fuchsin staining was conducted at 0, 12, 24, and 36 hours post-inoculation (hpi). Additionally, an RNA-seq study, functional analysis, and effector prediction were performed. The histopathological assessment revealed that at 12 hpi, the endophyte undergoes a short quiescent phase, which ends at 24 hpi, giving way to colonization by secondary hyphae in the parenchyma and the onset of the necrotrophic phase, evident through typical anthracnose symptoms. Transcriptomic analysis at 12 hpi identified 5,435 differentially expressed genes in the interaction, including repressed host genes associated with molecular defense functions related to reactive oxygen species (ROS) burst. The endophyte overexpressed genes involved in metabolic and biosynthetic processes, along with high secretion of effectors and CAZymes. These results suggest that C. tropicale employs a hemibiotrophic pathogenic strategy through a quiescent phase, and that ripe mango fruit facilitates its establishment during this phase by downregulating ROS-related oxidative burst defense mechanisms.