Control potencial del patógeno vascular Verticillium dahliae mediante la combinación de datos moleculares sobre genes de virulencia y el uso de elementos extracromosómicos

Las marchiteces vasculares causadas por hongos producen graves daños en los cultivos agrícolas. El agente causal de la verticilosis Verticillium dahliae afecta a una gran variedad de plantas de importancia agronómica y tiene una distribución mundial. Verticillium dahliae sobrevive en el suelo en forma de estructuras de resistencia, los microesclerocios (MS). La germinación de éstos produce hifas que penetran el córtex de la raíz hasta llegar al xilema. Este patógeno vascular es un hongo hemibiotrofo con dos fases diferenciadas en la colonización del huésped, una fase biotrofa de proliferación en el sistema vascular, y una fase saprófita donde se producen grandes cantidades de MS en tejidos marchitos. El análisis molecular de la regulación de estos procesos puede contribuir al desarrollo de medidas de control. El uso de aproximaciones tanto de genética directa como reversa nos ha permitido determinar que la activación de una ruta de señalización celular mediada por proteínas G es crítica para inducir la expresión de múltiples genes asociados a la proliferación en el sistema vascular. La inducción de procesos de desarrollo como la producción masiva de MS depende, por el contrario, de la represión de esta ruta. Además, hemos determinado que la proteína FlbA es un elemento clave en el control de esta activación/inactivación de proteínas G necesaria para completar el ciclo infeccioso. En el primer objetivo general de esta propuesta seguiremos analizando la interacción molecular de V. dahliae con el huésped para avanzar en la elucidación de los mecanismos, y genes específicos, que controlan patogénesis. El segundo objetivo general del proyecto se dedica a una cuestión que no es simple, cómo implementar esta información molecular en estrategias de control. Se propone una aproximación novedosa que implica el uso de moléculas de replicación autónoma en el hongo, como virus y plásmidos, susceptibles de ser transmitidas por anastomosis hifal. Existen virus que inducen hipovirulencia (virulencia reducida) en hongos patógenos, los cuales tienen potencial en control biológico porque se pueden extender de manera independiente en las poblaciones del patógeno mediante anastomosis hifal. En trabajos anteriores hemos mostrado que en V. dahliae la transmisión de virus por anastomosis hifal es muy eficiente. Sin embargo, no hemos identificado micovirus naturales que induzcan hipovirulencia en esta especie. En este proyecto proponemos usar virus, y plásmidos de replicación autónoma que también se trasmiten por anastomosis hifal, como vectores para silenciar genes identificados como factores críticos de virulencia en V. dahliae. Para ello, se generarán construcciones en dichos virus y plásmidos que repriman la expresión de genes de virulencia mediante la inducción de la maquinaria de silenciamiento de RNA del hongo. Proponemos que estos vectores modificados para inducir hipovirulencia en V. dahliae, a través del silenciamiento de genes de virulencia, podrán ser introducidos en las poblaciones del patógeno a través de cepas que los porten, y se extenderán de manera independiente transmitiendo el efecto hipovirulento, de manera similar a como ocurre con los micovirus naturales. Para desarrollar los vectores que de manera más eficiente induzcan hipovirulencia y se transmitan por anastomosis hifal, se analizan diversos virus y plásmidos. La medida de control que se propone explorar podría ser aplicable de forma general en hongos patógenos.