L'Institut de Biologia Integrativa de Sistemes (UV-CSIC) obté el primer mapa temporal de les alteracions associades a la infecció per viroide que pateix una planta a nivell genòmic. Els resultats són útils per a trobar mecanismes de resistència a la infecció que pogueren seleccionar-se en varietats d'interés agrícola.
Un grup d'investigació de l'Institut de Biologia Integrativa de Sistemes (i2SysBio), centre mixt del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC) i la Universitat de València (UV), ha obtingut el primer mapa temporal de les alteracions que pateix una planta arran d'una infecció per viroide, els agents infecciosos més xicotets que es coneixen. Aquestes alteracions inclouen malformacions i descoloració de les diferents parts de la planta infectada, que poden arribar a provocar importants pèrdues en els cultius. L'estudi, publicat en la revista Plant, Cell & Environment, ajudarà a determinar les bases de la resposta molecular de les plantes a la infecció per viroide, una cosa molt útil per a seleccionar els mecanismes de resistència en varietats agrícoles.
En concret, el treball liderat per Gustavo Gómez, científic del CSIC en el i2SysBio, ha estudiat la infecció de la planta del cogombre (Cucumis sativus) pel viroide del nanisme del llúpol. Aquest pot infectar a un ampli rang d'espècies, des d'hortícoles a fruiteres, provocant símptomes com a nanisme, taques i irregularitats en els fruits i solcs en els troncs.
Per a caracteritzar la resposta molecular de les plantes de cogombre durant la infecció, els investigadors van emprar tècniques de seqüenciació massiva per a determinar quins gens s'activen (l'expressió gènica), a més de l'acumulació d'ARN no codificants (el material del qual estan fets els viroides) i els canvis epigenètics (modificacions en l'ADN que, encara que no canvien la seqüència dels gens, generen marques que influeixen en el seu nivell d'expressió).
“Aquest projecte ha permés caracteritzar de manera integradora la resposta a la infecció per viroide en diferents etapes d'aquesta”, explica Gustavo Gómez, investigador del CSIC i coordinador del treball. En l'etapa primerenca de la infecció, en la qual el viroide arriba a un teixit de la planta no inoculat, van observar un increment en l'expressió d'alguns gens, així com canvis en la identitat dels gens transcrits, el procés de generació d'una còpia d'ARN a partir d'una seqüència d'ADN d'un gen.
Seleccionar mecanismes de resistència a la infecció
“En canvi, en les etapes intermèdia i tardana de la infecció va predominar la repressió de l'expressió gènica”, descriu Gómez. Aquesta repressió de l'expressió gènica es va associar amb canvis epigenètics en l'ADN, procés que modifica la seua funció. Respecte als ARNs no codificants xicotets, les alteracions van ser limitades i van ocórrer predominantment al final de la infecció. “Aquest és el primer mapa temporal de les alteracions associades a la infecció per viroide considerant canvis epigenètics i en l'expressió de gens codificants i ARNs no codificants xicotets”, assegura l'investigador del CSIC.
Segons Gustavo Gómez, “aquest treball servirà per a ajudar a elucidar les bases de la resposta molecular de les plantes a la infecció per viroide. Això podria ser molt útil per a trobar mecanismes de resistència a la infecció que pogueren ser seleccionats en varietats d'interés agrícola”.
Referència:
Márquez-Molins, J., Villalba-Bermell, P., Corell-Sierra, J., Pallás, V. & Gomez, G. Integrative time-scale and multi-omics analysis of host responses to viroid infection. Plant, Cell & Environment, 46, 2909–2927. https://doi.org/10.1111/pce.14647
Font: CSIC, Delegació en la Comunitat Valenciana.
