El gen PdXEG1 de Penicillium digitatum es fundamental para el desarrollo de la enfermedad

Penicillium digitatum (Ascomycota) es un hongo necrotrófico responsable de las pudriciones poscosecha más graves de los cítricos. Estas frutas pueden infectarse de forma latente en diversas etapas después de la cosecha, ocasionando importantes pérdidas. 

Identificar los mecanismos de la patogenicidad de P. digitatum es fundamental para desarrollar prácticas de manejo específicas que minimicen las pérdidas de los cítricos. 

P. digitatum penetra principalmente a través de heridas; los cítricos son propensos a sufrir daños mecánicos en varias etapas posteriores a la cosecha como el transporte y el almacenamiento, que los hace vulnerables a la infección.

Procesos durante la infección

Los hongos patógenos secretan una variedad de enzimas que degradan la pared celular durante la infección lo que provoca el ablandamiento de los tejidos; de esta manera, se debilitan las barreras celulares y las defensas de la fruta huésped; además ocurre la fuga de metabolitos, contribuyendo así a la progresión de la enfermedad.

Las paredes celulares de la fruta se componen principalmente de polisacáridos, con hemicelulosa y pectina dispersas en una estructura reticulada principalmente dentro de la celulosa lo que promueve su estabilidad.

El xiloglucano es la principal hemicelulosa que se encuentra en las paredes celulares de la fruta; las enzimas xiloglucanasas fúngicas catalizan la hidrólisis a nivel de los enlaces glicosídicos con la liberación de oligosacáridos, que a su vez proporcionan una fuente de energía beneficiosa y favorable al parásito. 

El gen que codifica la enzima endo-β-1,4-glucanasa

En un estudio reciente, se identificó y caracterizó el gen denominado PdXEG1 en P. digitatum que codifica la enzima endo-β-1,4-glucanasa específica de xiloglucano, El análisis bioinformático mostró que PdXEG1 es miembro de la familia de las enzimas glucósido-hidrolasas 12 (GH12) degradantes de la pared celular vegetal.  El análisis de acoplamiento molecular reveló que la proteína (enzima) PdXEG1 reconoce estructuras de xiloglucano y exhibe actividad hidrolítica. 

La cepa de P. digitatum en la que fue realizado el “knockout” * exhibe una disminución del desarrollo, de la producción de conidias, así como de la tasa de germinación de estas esporas. La complementación con el gen PdXEG1 restableció estos efectos. 

Además, los análisis del transcriptoma revelaron que la eliminación de PdXEG1 disminuye la expresión de otros genes que codifican varias proteínas transportadoras afectando el metabolismo de sustancias como carbohidratos, aminoácidos y ácidos grasos, básicas para la sobrevivencia del hongo. 

* El “knockout” o inactivación de un gen, es una técnica genética que consiste en bloquear la expresión de un gen específico en un organismo y de esta manera, tornarse incapaz de codificar la proteína que codificaba el gen original.

Fuente

Wang, Z.; Meng, K.; Shen, X.; Li, L.; Chen, X; Tan, X.; Tao, N. (2024). Xyloglucan-specific endo-β-1,4-glucanase (PdXEG1) gene is important for the growth, development and virulence of Penicillium digitatum
Postharvest Biology and Technology,208: 112673.

Imagen

https://www.agrolink.com.br/problemas/bolor-verde_1849.html  Acceso el 02/02/2024.