Modelos metabólicos de la interacción melón-Podosphaera xanthii y control de oídios mediante RNA interferente y nanotecnología

Los oídios son hongos ascomicetos, patógenos de plantas, causantes de enfermedades en una amplia gama de angiospermas, incluidas las dicotiledóneas y las monocotiledóneas, siendo uno de los cultivos principalmente afectados los de cucurbitáceas. En España, la enfermedad está causada por el hongo biotrófico Podosphaera xanthii. En la actualidad, el manejo de la enfermedad esta basado en dos estrategias de control a través del uso de variedades resistentes y la aplicación de fungicidas. Sin embargo, el rápido desarrollo de nuevas razas del patógeno dificulta el manejo de esta enfermedad mediante la mejora genética siendo, en la práctica, la aplicación de fungicidas la principal herramienta para el manejo de P. xanthii. Sin embargo, el continuo uso de estos productos ha conducido al desarrollo rápido de resistencia por parte de este patógeno. Además de este problema, y según la estrategia “de la granja a la mesa” del reciente Pacto Verde Europeo, la diversidad de fungicidas disponibles para los agricultores se reducirá en un 50% en pocos años. Por todo ello, urge desarrollar nuevas moléculas con actividad fungicida y herramientas de control alternativas para controlar este importante fitopatógeno. En el Subproyecto 1, planeamos realizar dos objetivos. En el primero, buscaremos nuevas dianas fúngicas, importantes para el desarrollo y/o patogenicidad de P. xanthii, como las identificadas en Proyectos AEI anteriores (AGL2016-76216-C2-1-R y PID2019-107464RB-C22), pero, esta vez, utilizando enfoques de biología de sistemas para generar un modelo metabólico huésped-patógeno y así obtener información sobre los flujos de nutrientes en todo el sistema que dan forma a la enfermedad. Esto nos permitiría identificar nuevos genes diana que podrían utilizarse para el diseño de futuras estrategias de control. Para abordar este objetivo, realizaremos análisis de transcriptoma y metaboloma y llevaremos a cabo la reconstrucción de modelos metabólicos basados en los datos. En el segundo objetivo, exploraremos el potencial de la tecnología RNAi para diseñar "fungicidas dsRNAs" que puedan ser utilizados como biofungicidas en la protección de cultivos. Para ello, se estudiarán diferentes genes dianas que codifican proteínas involucradas en el desarrollo de P. xanthii. Concretamente aquellas necesarias para la respiración fúngica (PxSdhC, CNAP8878), la formación del citoesqueleto (PxTub2), transportadores de membrana (CNAP948) y las implicadas en la ruta biosintética de aminoácidos de azufre (PxAPS, PxMET6). Cuatro de ellas (CNAP8878, CNAP948, PxAPS quinasa y PxMET6) han sido recientemente descubiertas y caracterizadas durante el desarrollo de los Proyectos AEI mencionados anteriormente. Además, vamos a explorar el uso de la nanotecnología para mejorar la eficacia del RNAi para el control del oídio de las cucurbitáceas. Para ello, se llevará a cabo la encapsulación de las moléculas de dsRNAs en nanopartículas de hidróxidos dobles laminares (LDH) y carbon dots (CDs) realizando, además, ensayos in vitro e in planta (experimentos en cámara de crecimiento e invernadero) para probar su eficacia. Con los resultados que se generen en este Subproyecto, esperamos promover una “alternativa verde” que pueda tener una contribución importante en el manejo integrado de plagas y enfermedades y apoyar una agricultura cada vez más sostenible.