Manipulación del microbioma por patógenos de plantas
Para establecerse los microorganismos patógenos secretan una amplia diversidad de proteínas efectoras que facilitan la colonización del huésped a través de diversos mecanismos. Los efectores de patógenos son pequeñas proteínas ricas en cisteína que se secretan durante la colonización para manipular la fisiología del huésped o la regulación de las respuestas inmunitarias de éste.
El microbioma asociado a las raíces de las plantas puede suprimir la invasión de patógenos, en este trabajo se hipotetizó que los patógenos vegetales pueden desarrollar mecanismos para contrarrestar esta supresión y modular los microbiomas del huésped para una infección exitosa, posiblemente a través de proteínas efectoras.
Así se dedicaron a estudiar Verticillium dahliae, un hongo transmitido por el suelo que causa enfermedades en cientos de especies de plantas. Las hifas emergentes crecen a través del suelo y la rizosfera hacia las raíces donde el hongo penetra a sus huéspedes. Después de la penetración de la raíz, V. dahliae invade el xilema. Esta colonización sistémica provoca clorosis y necrosis de los tejidos vegetales, seguida de la senescencia de la planta.
Los autores identificaron una proteína efectora llamada Ave1 secretada por V. dahliae que es reconocida por las plantas de tomate a través del receptor inmune Ve1. Así mismo, intentaron expresar esta proteína en Escherichia coli para facilitar su estudio, sin embargo no fue posible su expresión heteróloga debido a formación de cuerpos de inclusión lo que llevó a pensar que VdAve1 tenía actividad antimicrobiana.
Para evaluar la actividad antimicrobiana potencial de VdAve1, se probó un sistema in vitro en el que se cultivaron bacterias asociadas a plantas con xilema de tomate para imitar un entorno natural en el que se secreta VdAve1. Se observó que VdAve1 inhibió el crecimiento de algunas bacterias.
Con estos resultados, los autores propusieron que Verticillium dahliae afecta la composición microbiana asociada a las plantas que infecta. Para probar esto realizaron un análisis de la comunidad bacteriana con amplicones del gen ribosomal 16S en microbiomas de raíz de tomate y algodón después de la infección con V. dahliae o con su mutante en VdAve1. Como resultado principal encontraron que la mutante en VdAve1 favorece el crecimiento de algunas bacterias como miembros del orden Sphingomonadales , lo cual sugiere que VdAve1 representa un antimicrobiano para poder colonizar a la planta.
Posteriormente probaron aislados del orden Sphingomonadales contra Verticillium dahliae en cultivo y en la planta. Encontraron que Sphingopyxis macrogoltabida y otros miembros de este orden incrementan su abundancia con la mutante en VdAve1.
Finalmente concluyen que V. dahliae secreta VdAve1 para suprimir a los competidores microbianos en los microbiomas del huésped.
Referencia
Snelders, N. C., Rovenich, H., Petti, G. C., Rocafort, M., van den Berg, G. C., Vorholt, J. A., … & Thomma, B. P. (2020). Microbiome manipulation by a soil-borne fungal plant pathogen using effector proteins. Nature Plants, 6(11), 1365-1374.
