Characterization of the expression of transcriptionally silent loci during the plant response against Pseudomonas syringae

Abstract

Pseudomonas syringae es una bacteria en forma de bacilo, Gram-negativa, hemibiotrófa y con flagelos polares, que provoca una amplia variedad de síntomas en plantas, incluyendo manchas necróticas y/o cloróticas foliares y agallas. Pseudomonas syringae sobrevive en las superficies de las hojas como una epífita, antes de entrar en el espacio intercelular a través de aberturas naturales como estomas o heridas, para iniciar el proceso de infección (Hirano and Upper, 2000). P. syringae pv. tomato (en adelante Pto) DC3000, la principal estirpe modelo para el estudio de la interacción de P. syringae con el huésped, es el agente causante de la mancha bacteriana en tomate, y también puede causar enfermedad en la planta modelo Arabidopsis thaliana. Pto posee un sistema de secreción tipo III (T3SS) que es esencial para su patogénesis. El T3SS es un complejo aparato de secreción compuesto de aproximadamente 30 proteínas diferentes. Este sofisticado aparato acopla la secreción de proteínas denominadas efectores,a través de las membranas interna y externa de la bacteria,con la translocación a través de las membranas citoplasmáticas eucariotas, así como a través de la pared celular en el caso del T3SS de bacterias patógenas de plantas (Nguyen et al., 2000). Estudios recientes de la interacción planta-huésped han demostrado que las bacterias fitopatógenas modifican el epigenoma del huésped y que las plantas han desarrollado defensas específicas contra la supresión del silenciamiento transcripcional, orquestada por agentes patógenos. Estos estudios sugieren que la metilación de DNA dirigida por RNA (RdDM) y el silenciamiento génico transcripcional juegan un papel importante en la interacción planta-huésped (Pumplin and Voinnet, 2013). El objetivo de esta Tesis Doctoral ha sido profundizar en el conocimiento de la interacción planta-huésped a nivel epigenético. Para ello se han analizado los cambios que se producen en el estado de metilación del genoma de Arabidopsis y en la activación de loci silenciados transcripcionalmente durante la infección por Pto. Se ha caracterizado la importancia de los determinantes de virulencia de P. syringae y de los distintos mecanismos de defensa en la activación de los loci silenciados transcripcionalmente. Además se ha profundizado en la importancia que tienen los procesos de metilación y desmetilación del DNA en la respuesta de defensa de Arabidopsis frente a P. syringae.

Hirano, S.S. and Upper, C.D. (2000) Bacteria in the leaf ecosystem with emphasis on Pseudomonas syringae - A pathogen, ice nucleus, and epiphyte. Microbiology and Molecular Biology Reviews 64, 624-653. Nguyen, L., Paulsen, I.T., Tchieu, J., Hueck, C.J. and Saier Jr, M.H. (2000) Phylogenetic analyses of the constituents of Type III protein secretion systems. Journal of Molecular Microbiology and Biotechnology 2, 125-144. Pumplin, N. and Voinnet, O. (2013) RNA silencing suppression by plant pathogens: defence, counter-defence and counter-counter-defence. Nature Reviews Microbiology 11, 745-760.