Caracterización biológica y expresión diferencial de genes de los distintos estadios reproductivos de Thecaphora frezzii

Abstract

El cultivo del maní (Arachis hypogaea L.) en Argentina se enfrenta a numerosas enfermedades fúngicas, siendo el Carbón del maní, causado por el hongo Thecaphora frezzii, una de las más devastadoras. A pesar de la importancia económica del cultivo en la provincia de Córdoba, las estrategias de control existentes han demostrado ser ineficaces contra esta enfermedad. Son escasas las investigaciones previas sobre T. frezzii, por lo que en esta tesis se propone abordar su estudio desde múltiples perspectivas. Se realizaron ensayos para obtener todas las estructuras de T. frezzii in vitro, incluyendo basidiosporas e hifas, a partir de la germinación de teliosporas. Se llevó a cabo una descripción morfológica detallada de las teliosporas, revelando la presencia novedosa de melanina en sus paredes. Además, se establecieron técnicas para evaluar la viabilidad de las teliosporas y se exploró la autofluorescencia como indicador de esta viabilidad. Desde el punto de vista molecular, se investigaron las modificaciones en la expresión génica y la traducción de transcriptos a proteínas enzimáticas en diferentes estadios del hongo. Se identificaron proteínas relacionadas con las modificaciones estructurales durante el ciclo de vida del hongo, así como factores de virulencia asociados a la patogenicidad. Se analizaron también las modificaciones bioquímicas presentes en cada etapa de desarrollo, incluyendo los componentes lipídicos y las enzimas involucradas en su síntesis. Se encontraron derivados del ergosterol como principales constituyentes de la membrana. Además, se destacaron los cambios a nivel proteico, con la identificación de bandas proteicas expresadas diferencialmente entre los estadios de desarrollo, y se profundizó en el estudio de la red microtubular, centrándose en los cambios postraduccionales de las tubulinas. Este trabajo proporciona información valiosa para el desarrollo de estrategias de control más efectivas contra T. frezzii, una enfermedad que sigue representando un desafío para la agricultura local.

The cultivation of peanuts (Arachis hypogaea L.) in Argentina is challenged by numerous fungal diseases, among which peanut smut, caused by the fungus Thecaphora frezzii, stands out as one of the most devastating. Despite the economic significance of peanut farming in the province of Córdoba, existing control methods have proven ineffective against this particular disease. Given the limited prior research on T. frezzii, this thesis adopts a multifaceted approach to its study. Various experiments were conducted to obtain all structures of T. frezzii in vitro, including basidiospores and hyphae, through the germination of teliospores. A detailed morphological examination of the teliospores was undertaken, revealing the novel presence of melanin in their walls. Furthermore, techniques were developed to assess the viability of teliospores, with autofluorescence explored as an indicator of viability. From a molecular standpoint, investigations focused on changes in gene expression and the translation of transcripts into enzymatic proteins across different stages of the fungus's life cycle. Proteins related to structural modifications during the life cycle of the fungus were identified, alongside virulence factors associated with its pathogenicity. Biochemical modifications occurring at each developmental stage were also analyzed, including lipid components and the enzymes involved in their synthesis. Ergosterol derivatives were identified as the primary constituents of the membrane. Additionally, attention was given to changes at the protein level, with differential expression of protein bands observed between developmental stages. The study of the microtubular network was also intensified, particularly in relation to post-translational changes of tubulins. This comprehensive work offers valuable insights for the development of more effective control strategies against T. frezzii, addressing a significant challenge faced by the local agricultural sector.