Aspectos moleculares de la respuesta defensiva de las plantas a la formación de la simbiosis micorriza arbuscular

Abstract

La simbiosis micorriza arbuscular (MA) es una de las asociaciones mutualistas más extendidas del reino vegetal. Esta simbiosis está formada por raíces de plantas y hongos del suelo. El establecimiento de la misma supone una serie de ventajas ecológicas, y fisiológicas para ambos asociados. Si bien la simbiosis mutualista MA es una de las más extendidas en el reino vegetal, también es de las más desconocidas a nivel de funcionamiento y regulación, principalmente debido a la incapacidad del hongo arbuscular de crecer en condiciones de laboratorio en ausencia de la planta hospedadora. Por tanto pocos son los conocimientos que se tienen acerca de los mecanismos moleculares de reconocimiento, establecimiento y funcionamiento de la simbiosis MA. Nuestros estudios se centraron en la interacción raíz- hongo arbuscular durante las primeras etapas de econocimiento y contacto del hongo arbuscular Glomus mosseae con la raíz hospedadora, detectándose una respuesta de tipo defensivo débil y transitoria en la raíz, que se puso de manifiesto por el incremento de la expresión de genes Ltp y Pal en las raíces de plantas de arroz y de actividades catalasa y ascorbato peroxidasa en raíces de plantas de tabaco. Los incrementos transitorios detectados coinciden con la etapa de desarrollo del hongo arbuscular en la rizosfera y formación de los apresorios trás contacto con la raíz. El análisis de la acumulación de ácido salicílico durante las etapas iniciales de la interacción, mostró una inducción de los niveles en raíz colonizada. Dicha inducción es transitoria y débil, en comparación con la obtenida frente a microorganismos patógenos, y coincide en el tiempo con la inducción de la expresión de genes Ltp y Pal. La aplicación exógena de ácido salicílico como agente inductor de la expresión de genes de defensa retrasa el proceso de la colonización de la raíz en plantas de arroz y guisante, aunque no afecta el porcentaje de raíz colonizada al final del experimento, ni el número de puntos de entrada del hongo en la raíz, indicando un efecto transitorio sobre la capacidad de penetración del hongo, y no sobre el desarrollo del mismo en el interior de la raíz. Nuestra investigación ha puesto de manifiesto la relación directa entre la resistencia de la micorrización y nodulación provocada por la mutación del gen simbiótico sym 30, y la acumulación de ácido salicílico en la raíz de plantas de guisante inoculadas con el hongo arbuscular Glomus mosseae o la bacteria Rhizobium leguminosarum. Dicha acumulación no se detectó en la interacción con la bacteria patógena Pseudomonas syringae. Estos hechos confirman la participación de genes simbióticos en el control de la respuesta defensiva de la planta frente a microorganismos simbióticos mutualistas. Utilizando la técnica DDRT-PCR hemos detectado una expresión génica diferencial de la planta durante el proceso de la colonización fúngica. El estudio y la caracterización de los ADNcs obtenidos en este análisis diferencial nos permitirá estudiar y clonar los genes ferenciales, así como analizar su función durante el proceso de establecimiento de la simbiosis