Colina y fosforilcolina fosfatasa, su relación con la patogénesis causada por Pseudomonas syringae

Abstract

Dentro del género Pseudomonas se encuentra la especie fitopatógena P. syringae, que afecta a una amplia variedad de plantas causando importantes pérdidas económicas cuando las condiciones ambientales para su proliferación son óptimas. Durante el proceso de infección existen diversos factores que son responsables de la patogénesis y la virulencia de los fitopatógenos: apéndices que favorecen la movilidad, compuestos tensioactivos, fitotoxinas, enzimas proteolíticas, exopolisacáridos y proteínas de superficie que median la adhesión. Estudios previos realizados en nuestro laboratorio en P. aeruginosa y P. syringae demostraron que colina, un compuesto de amonio cuaternario, es utilizada como fuente de energía y cumple con funciones de osmoprotección en las bacterias, además induce, entre otras, la actividad fosforilcolina fosfatasa (PChP), que cataliza la hidrólisis de fosforilcolina. A su vez, en la fase saprofítica de los fitopatógenos, la existencia de fosforilcolina en apoplastos y de colina en los exudados de raíz y en los tejidos de la planta, permitirían a las bacterias obtener los nutrientes necesarios para multiplicarse, colonizar y contribuir así a su patogénesis. En Argentina el estudio de bacterias fitopatógenas del género Pseudomonas es poco frecuente, así como también, el uso de herramientas moleculares para su identificación. En esta Tesis Doctoral, se procedió a la clasificación de la cepa “S5”, aislada a partir de hojas de avena con una típica sintomatología de infección bacteriana. Para ello, se realizó una caracterización fenotípica mediante el esquema LOPAT, y genotípica, mediante el análisis de secuencias del gen 16S rRNA y BOX-PCR. Los resultados de estos estudios sugieren que la cepa S5 se puede agrupar dentro de la especie P. syringae, presentando una mayor identidad con el pv. atropurpurea. Además, se determinó que S5 es capaz de infectar otros cultivos de importancia agronómica para la región, como soja y maní. Esta capacidad de proliferar en diferentes hospederos, otorga una ventaja adaptativa permitiendo al fitopatógeno prevalecer en el ambiente donde se encuentra. En la cepa S5 se determinó la producción de diferentes factores que favorecen la virulencia tales como: movilidad (swarming y swimming), producción de acil-homoserin lactonas de cadena larga, biosurfactantes, proteasas, biofilm y tabtoxina, una fitotoxina que genera clorosis en el tejido vegetal. Colina como única fuente de nitrógeno o fructosa como única fuente de carbono, incrementan la actividad toxigénica de tabtoxina en P. syringae S5. También en esta cepa, la presencia de colina o sus derivados metabólicos incrementan la síntesis de glicolípidos con actividad antifúngica. Interesantemente, la presencia de colina generó un aumento de la movilidad tipo swarming en la cepa P. syringae pv. tomato DC3000, pero no en la cepa S5. En resumen, cuando colina es utilizada como fuente de nitrógeno, además de inducir la actividad PChP, incrementa la actividad toxigénica de tabtoxina, la producción de glicolípidos y la movilidad tipo swarming en diferentes cepas de P. syringae. Con la concreción de este trabajo de Tesis Doctoral, se han realizado aportes sobre la clasificación fisiológica del fitopatógeno P. syringae aislado en nuestra región. También se contribuyó al conocimiento sobre su rango de hospedadores y a la producción de factores involucrados en la virulencia. Estos estudios permiten ahondar sobre el mecanismo de adaptación y colonización de las bacterias, conocimientos básicos que ayudarán a mejorar las técnicas de control de enfermedades en cultivos de importancia agronómica.