Receptores quiméricos, una nueva estrategia para mejorar la inmunidad a enfermedades en plantas

Resumen

M.A. Santana¹, E.J. Mc-Callum², W. Gruissem² y H. Vanderschuren²

¹Universidad Simón Bolívar, Departamento de Biología Celular. Caracas, Venezuela.

²Laboratory of Plant Biotechnology, Instituto Federal Suizo de Tecnología, Zurich, Suiza.

Las enfermedades, producidas por hongos y bacterias, representan una de las mayores amenazas en la producción agrícola de los principales cultivos de interés económico.

Entre las estrategias que se han utilizado para sobrevenir las grandes pérdidas en los cultivos está el uso de variedades resistentes a dichas enfermedades. Sin embargo, son muy pocas las variedades de cultivo que cuentan con estos genes de resistencia.

La presencia de genes de resistencia, muchos de ellos que codifican a receptores para la detección temprana del patógeno, permite en estas plantas una respuesta que envuelve la producción de especies reactivas de oxígeno y que mediante la respuesta de hipersensibilidad conducen a la muerte de la célula infectada. Por otra parte, el reconocimiento del patógeno conduce también a la producción de una variedad de compuestos antimicrobianos entre los que se incluyen quitinasas y defensinas.

El objetivo del presente trabajo fue analizar la posibilidad de usar receptores quiméricos para mejorar la respuesta de defensa de las plantas. Para tal fin se procedió a la construcción de genes quiméricos conteniendo una porción de Xa21, un receptor de membrana descrito en arroz que confiere resistencia a Xanthomonas oryzae, una bacteriosis que causa grandes pérdidas en este cultivo; y otra porción con genes que podrían inducir la muerte celular. Deleciones del receptor fueron realizadas y la funcionalidad del mismo validada en protoplastos de yuca en ausencia y presencia del patógeno. Los resultados mostraron que la porción LRR y transmembrana del receptor son suficientes para el clivaje del mismo permitiendo esto crear un sistema de liberación de proteínas de interés dentro de la célula en presencia del fitopatógeno. Entre los genes de interés estarían no solo aquellos capaces de inducir muerte celular, sino también aquellos con actividades antimicrobianas, ya que éstos acelerarían y magnificarían la respuesta de hipersensibilidad y la producción de inhibidores del crecimiento microbiano por parte de la planta. Los resultados obtenidos son prometedores en cuanto a su potencial de mejorar la inmunidad de las plantas a enfermedades.

Palabras clave: Receptores quiméricos, respuesta de hipersensibilidad.