¿Qué regula la resistencia de los cítricos a la podredumbre verde?

El factor de transcripción CsAP2L regula la resistencia de los cítricos a la podredumbre verde a través de la biosíntesis de lignina y las vías del metabolismo de ROS

Beatriz Riverón, Bioquímico farmacéutica

  La producción de cítricos siempre ha estado a la vanguardia de las frutas en el mundo, sin embargo, son muy susceptibles a enfermedades durante el almacenamiento como el moho verde ocasionado por Penicillium digitatum, la podredumbre ácida causada por el hongo Geotrichum citri-aurantii y otras enfermedades infecciosas. El moho verde inducido por Penicillium digitatum (ascomiceto) es una de las principales enfermedades de los cítricos poscosecha. En la actualidad, la principal forma de controlarlo es mediante el uso de fungicidas químicos sintéticos, pero por muchas razones, es necesario encontrar formas saludables y seguras de tratamiento.  

Los factores de transcripción y las tolerancias de las plantas

Existen varias familias de factores de transcripción con un efecto positivo sobre la tolerancia al estrés en las plantas. Entre estos, los factores de transcripción de la familia AP2/ERF (APETALA2/ETHYLENE RESPONSIVE FACTOR) han surgido como reguladores clave de diversas respuestas al estrés, en las que también responden a hormonas con una mejor supervivencia de las plantas durante condiciones desfavorables. Además de participar en situaciones específicas, los AP2/ERF están involucrados en una amplia gama de tolerancia al estrés, lo que les permite formar una red reguladora interconectada. Muchos AP2/ERF responden a las hormonas vegetales ácido abscísico y etileno activando genes sensibles al estrés dependientes e independientes de estas hormonas. También, algunos AP2/ERF están implicados en procesos de crecimiento y desarrollo mediados por giberelinas, citoquininas y brasinoesteroides. La participación de AP2/ERF en la señalización hormonal añade complejidad a la red reguladora del estrés. AP2/ERF, constituyen una categoría de factores de transcripción exclusivos de las plantas, que contienen de 1 a 2 dominios estructurales de reconocimiento de ADN; los AP2, contienen dos dominios estructurales únicos, AP2-R1 y AP2-R2.  

Lignina y lignificación

La lignina es el componente principal de las paredes celulares y actúa como una fuerte barrera física que defiende contra los patógenos. Los factores de transcripción AP2/ERF son cruciales para la vía de biosíntesis de lignina y pueden aumentar la resistencia a las infecciones. ROS (especies reactivas de oxígeno) son importantes moléculas de señalización en la mayoría de los organismos aeróbicos y tienen un efecto significativo en la resistencia al estrés de las plantas. Varios procesos de desarrollo y estímulos exógenos pueden provocar estallidos de ROS, lo que conduce a una respuesta de defensa contra el estrés. Aunque puede mejorar la resistencia de la pared celular y resistir la invasión de patógenos, el exceso de ROS causa daños a las plantas. La enzima peroxidasa puede actuar en la síntesis de lignina y cataliza la producción de ROS. Mientras tanto, el H2O2 generado en este proceso se puede utilizar para la lignificación de la pared celular. Los factores de transcripción de la subfamilia AP2 regulan las vías del metabolismo de la lignina y de las ROS, promueven la síntesis de lignina, reducen el contenido de H2O2 y mantienen las ROS en un estado estable, mejorando así la tolerancia al estrés de los cítricos.  

CsAP2L, un nuevo actor en la resistencia a Penicillium digitatum

En una investigación reciente, se encontró que un nuevo factor de transcripción, CsAP2L, situado en el núcleo celular, responde positivamente a la infección por P. digitatum. Utilizando una variedad de métodos, incluidos el análisis bioinformático, la sobreexpresión transitoria mediada por Agrobacterium, RT-qPCR, EMSA (electrophoretic mobility shift assay), Y1H (yeast one hybrid) y DLR (dual luciferase reporter) se logró comprender cómo CsAP2L mejora la resistencia al moho verde. CsAP2L promueve la acumulación de contenido de lignina y además mantiene el equilibrio de ROS, fenómenos ambos, que incrementan la resistencia a la infección por Penicillium digitatum en las frutas cítricas.  

Fuentes

Chen, J.; Wang, W.; Li, T.; Gao, X.; Zhang, X.; Zeng, K.  (2023). CsAP2L transcription factor regulates resistance of citrus fruit to Penicillium digitatum through lignin biosynthesis and ROS metabolism pathways. Postharvest Biology and Technology, 205: 112499. Xie , Z;  Nolan , T. M.;  Jiang , H.;   Yin, Y. (2019). AP2/ERF Transcription Factor Regulatory Networks in Hormone and Abiotic Stress. Responses in Arabidopsis. Front Plant Sci,10:228. Imagen https://www.huffingtonpost.es/life/salud/el-csic-descubre-enemigo-moho-verde.html Acceso el 25/11/2023.