Mancha gris de la hoja del tomate: identificación, biología y genómica del agente etiológico

Abstract

La mancha gris de la hoja del tomate es una enfermedad causada por tres especies del género Stemphylium: S. botryosum, S. solani y S. lycopersici. De amplia distribución mundial, fue reportada por primera vez en Argentina en 1990. Desde entonces, no solo ha aumentado en las áreas endémicas, sino que también se ha diseminado a nuevas regiones de cultivo. En base a la premisa que la patogenicidad de Stemphylium en plantas de tomate se debe a la expresión de efectores que vulneran los mecanismos de defensa del hospedador, en la presente tesis se indagó sobre la biología y genómica del agente etiológico con particular énfasis en el repertorio de efectores. Como primer paso, se comprobó que S. lycopersici es el principal agente causal de la mancha gris de la hoja del tomate en Argentina. Los aislados exhibieron una gran diversidad según lo evaluado mediante su morfología, genética y agresividad en tomate. Luego, se seleccionó un representante a partir del cual se generó el primer genoma borrador de S. lycopersici mediante secuenciación de segunda generación. Se utilizó al genoma mitocondrial para inferir la historia evolutiva de este fitopatógeno. El mitogenoma reveló una estructura dinámica, rica en secuencias repetitivas y elementos móviles, con algunas particularidades como la ausencia de los genes atp8 y atp9 y la fusión de los genes cox1 y cox2. Finalmente, el genoma borrador fue utilizado como insumo en la identificación y caracterización del secretoma in silico y de los clusters de genes de metabolitos secundarios. De esta manera, se determinó que el secretoma de S. lycopersici está compuesto por 1005 proteínas (11,12 % del proteoma), 363 de las cuales presentan características de efectores. En general, se encontró un repertorio de proteínas típico al de un hongo necrótrofo; variedad y cantidad de enzimas que degradan la pared celular, efectores LysM y enzimas que intervienen en la eliminación de las especies reactivas del oxígeno. Por otra parte, se identificaron 36 clusters de genes de metabolitos secundarios, con predominio de clusters de genes biosintéticos de policétidos. Se encontró que el genoma de S. lycopersici contiene genes claves para la biosíntesis de melanina vía 1,8-dihidroxinaftaleno y L-dihidroxifenilalanina. Asimismo, posee el gen codificante de la 4-hidroxifenilpiruvato dioxigenasa, enzima clave en la biosíntesis de piomelanina. Estos datos sientan bases sólidas para el desarrollo de estudios funcionales dirigidos a caracterizar tanto el metabolismo secundario como así también el secretoma in vivo de S. lycopersici bajo cualquier condición fisiológica, siendo de particular interés durante su interacción con el tomate. El conocimiento de las moléculas intervinientes en esta interacción será clave para el diseño racional de estrategias para el manejo de la mancha gris de la hoja del tomate.