Transformación genética de Acidovorax avenae subsp. avenae, agente causal de la estría roja en caña de azúcar

Abstract

La estría roja, cuyo agente causal es Acidovorax avenae subsp. avenae, es una de las principales enfermedades que afecta a la caña de azúcar en Tucumán. Hasta el momento poco se conoce sobre la colonización de la bacteria en la caña de azúcar y su movimiento durante la infección, por lo que el objetivo de este trabajo fue desarrollar herramientas para monitorear la bacteria durante el ciclo infectivo. Se evaluaron tres protocolos de transformación: químico, electroporación y conjugación, utilizando plásmidos con diferentes genes de proteínas fluorescentes y marcadores de selección. Las cepas de A. avenae subsp. avenae fueron evaluadas según la adquisición de resistencia a antibiótico y expresión de señal fluorescente. Además, se confirmó la identidad de los transformantes por PCR especie-específica. En este trabajo se obtuvieron bacterias con señal fluorescente estable únicamente por conjugación. Con el plásmido Aa::pHC60-gfp se obtuvo la mayor expresión de la proteína verde fluorescente gfp. Los ensayos in vitro mostraron que no hay diferencias entre el crecimiento de la cepa silvestre y transformada en medio líquido. Tanto las plantas infectadas con A. avenae subsp. avenae como con Aa::pHC60-gfp presentaron valores de incidencia y severidad similares 15 días después de la inoculación. Este es el primer estudio de expresión de un gen heterólogo en A. avenae subsp. avenae y representa una herramienta valiosa para el estudio de su biología y el proceso de colonización de caña de azúcar.

Red stripe (causal agent Acidovorax avenae subsp. avenae) is one of the main diseases that affect the sugarcane crop in Tucumán. At the moment, the information on sugarcane colonization and movement of A. avenae subsp. avenae during infections is limited, so the aim of this study was to develop tools to monitor the bacteria during the disease cycle. Three transformation methods were tested: chemical, electroporation and conjugation using plasmids containing different fluorescent proteins and selective gen markers. Mutant A. avenae subsp. avenae strains were evaluated for antibiotic resistance and expression of fluorescence signals. In addition, their identity was confirmed by PCR specie-specific. In this study, only transformation by conjugation presented stable fluorescent expression in the bacterium. The Aa::pHC60- gfp showed the highest expression of the green fluorescent protein gfp. In vitro assays showed not difference between the growth of wild type strain and the mutant one in liquid media. Plants inoculated either with A. avenae subsp. avenae or Aa::pHC60-gfp presented comparable incidence and severity 15 days after inoculation. This is the first report of an A. avenae subsp. avenae mutant strain expressing a heterologous gene and represents a valuable tool to study the biology of the bacterium and its colonization in sugarcane.