Un nuevo estudio de la Universidad Hebrea de Jerusalem revela información crítica sobre la mancha bacteriana de la fruta, una enfermedad grave que afecta a los cultivos de melón y sandía. La investigación se centra en el papel del efector AopW1, arrojando luz sobre su importancia en la adaptación del huésped y proporcionando nuevas perspectivas sobre la familia de efectores bacterianos HopW1.
La mancha bacteriana de la fruta, causada por la bacteria Acidovorax citrulli, representa una amenaza significativa para el cultivo de melón y sandía. Las cepas del patógeno se pueden clasificar en dos grupos genéticos principales, siendo las cepas del grupo I las que están fuertemente asociadas con el melón y las cepas del grupo II las que tienen una mayor agresividad hacia la sandía.
Investigaciones anteriores en la Universidad Hebrea, dirigidas por el profesor Saul Burdman del Departamento de Patología Vegetal y Microbiología de la Facultad de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente, descubrieron que los dos grupos de cepas difieren en el arsenal de efectores de proteínas secretadas de tipo III. Estas son moléculas que son secretadas por la bacteria en la célula huésped, donde manipulan su metabolismo para promover la enfermedad. Por otro lado, ciertas variedades vegetales pueden poseer proteínas capaces de detectar la actividad de algunos de estos efectores para promover la resistencia.
La hipótesis es que las diferencias en el arsenal de efectores son determinantes importantes que dan forma a la asociación preferencial del huésped en A. citrulli hacia el melón o la sandía.
El estudio se centró en uno de esos efectores, llamado AopW1. Esta proteína tiene una región muy variable entre los aminoácidos 147 a 192. Esta región difiere en 14 aminoácidos entre cepas pertenecientes a los dos grupos A. citrulli. El AopW1 del Grupo I es más dañino para las células de levadura y Nicotiana benthamiana, causando una alteración más fuerte de las estructuras celulares, un aumento de la muerte celular y una reducción de las deposiciones de calosa protectora en comparación con el AopW1 del Grupo II.
Es importante destacar que el equipo de investigación demostró la importancia de las posiciones específicas de aminoácidos dentro de esta región variable para los efectos nocivos de AopW1. AopW1 también se encontró en diferentes partes de las células de la planta huésped, incluido el retículo endoplásmico, los cloroplastos y los endosomas de las plantas. Además, el estudio revela un aspecto novedoso de la respuesta al estrés biótico al identificar la implicación de la proteína asociada al endosoma EHD1, que, cuando se sobreexpresa, disminuye la muerte celular inducida por AopW1 y refuerza los mecanismos de defensa de la planta.
Sorprendentemente, los experimentos de inoculación de melón y sandía utilizando cepas silvestres y mutantes de los grupos I y II, demostraron que AopW1 no solo desempeña un papel importante en términos de contribución a la virulencia de las cepas de los grupos I y II, sino que también contribuye a dar forma a la preferencia del huésped de las cepas de los grupos I y II, hacia el melón y la sandía, respectivamente.
El profesor Saul Burdman expresó su entusiasmo por las implicaciones del estudio, afirmando: “Nuestros hallazgos proporcionan una comprensión más profunda de los mecanismos detrás de la mancha bacteriana de la fruta y ofrecen información valiosa sobre las interacciones huésped-patógeno. Este conocimiento es crucial para desarrollar estrategias específicas para mitigar el impacto de esta enfermedad amenazante de los cultivos de melón y sandía”.
Esta investigación no solo avanza en nuestra comprensión de las bacterias patógenas de las plantas, sino que también abre nuevas vías para desarrollar enfoques innovadores para mejorar la resiliencia de los cultivos contra la mancha bacteriana de la fruta.
El artículo de investigación titulado “Natural variation in a short region of the Acidovorax citrulli type III-secreted effector AopW1 is associated with differences in cytotoxicity and host adaptation” ya está disponible en The Plant Journal
Investigadores
Irene Jiménez-Guerrero1, Monica Sonawane1, Noam Eckshtain-Levi1, Za Khai Tuang1, Gustavo Mateus da Silva1, Francisco Pérez-Montaño1,2, Meirav Leibman-Markus3, Rupali Gupta3, Lianet Noda-Garcia1, Maya Bar3, Saul Burdman1.
Instituciones
1) Departamento de Patología Vegetal y Microbiología, Facultad de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente, Instituto de Ciencias Ambientales, Universidad Hebrea de Jerusalem, Rehovot, Israel.
2) Departamento de Microbiología, Universidad de Sevilla, Sevilla, España.
3) Departamento de Fitopatología e Investigación de Malezas, Organización de Investigación Agrícola, Instituto Volcani, Bet Dagan, Israel.
