Estudio de las bases bioquímicas y moleculares de la resistencia contra la infección de Aspergillus productores de aflatoxinas en la semilla de maní

Abstract

El objetivo general de la presente Tesis Doctoral fue identificar y comprender los mecanismos de resistencia de la semilla de maní frente a la infección con Aspergillus que permitan evitar la contaminación con aflatoxinas a campo, a través de la búsqueda de cultivares resistentes. Para ello el estudio fue dividido en la caracterización de dos vías de defensa: la de las lipoxigenasas (LOX) y la de los inhibidores de proteasas (IP). Los resultados obtenidos permitieron establecer una infección diferencial entre los cultivares ensayados. Las semillas del cultivar resistente Pi 337394, presentaron alta tolerancia a la infección con Aspergillus parasiticus y a la contaminación con aflatoxinas, mientras que las semillas del cultivar susceptible Florman mostraron elevada susceptibilidad. El análisis de la Vía de la LOX durante el proceso de infección a través de los estudios bioquímicos y moleculares realizados permitió afirmar que los productos de la LOX, 9-HPODE y 13-1-IPODE, actuarían como factores de resistencia y susceptibilidad respectivamente. Con la finalidad de dilucidar el control transcripcional de la vía en ambos cultivares durante la infección, fueron analizadas las expresiones de genes de LOX 2-3, LOX 4 y LOX 5. La resistencia a la infección aparenta estar relacionada a la respuesta temprana de 9-1-IPODE y de 13-1-IPODE, mediada por la expresión génica de las LOXs tipo 9-LOX y 13-LOX respectivamente. En el presente trabajo fueron propuestas dos nuevas LOXs: LOX 4 y LOX 5 como responsables de dichas acciones. Mientras que una respuesta meramente de una 13-LOX como es el caso de la LOX 2-3, estaría induciendo la infección. Por otra parte, la profundización en el estudio de la vía de IP permitió concluir que el cultivar resistente presentó actividad inhibitoria de tripsina incrementada. La identificación del perfil proteico con actividad inhibitoria demostraron diferencias entre ambos cultivares. En el resistente, fueron reconocidos los inhibidores de tripsina tipo Kunitz y tipo Bowman-Birk (BBTI) Al, Alt, BI y Bili, mientras que en cultivar susceptible solo se encontró el inhibidor de tripsina tipo Bowman-Birk BIlI y un inhibidor de proteasas. En cuanto a los estudios a campo de las vías de defensa se pudo concluir que la infección a campo con Aspergillus en semillas de maní resultó ser compleja y altamente dependiente de variables que no pudieron ser totalmente controladas como es el caso del estrés hídrico. El régimen de lluvia y aguas subterráneas afectaron el parámetro, junto con las temperaturas y otras variables no identificadas como la flora competente. La caracterización de la resistencia a la infección con Aspergillus y contaminación con aflatoxinas en el ensayo a campo, corroboró la descripción propuesta donde el cultivar Pi 337394 fue resistente y el Florman susceptible. Situación coincidente con la encontrada en los ensayos realizados in vitro. En lo referente a la Vía de la LOX, se demostró que a campo los cultivares del modelo de estudio propuesto han presentado diferencias en términos de expresión génica. De acuerdo a los resultados de la Vía de IP, el cultivar Florman presentaría en el momento de la cosecha una mayor respuesta a la infección, sin embargo la misma sería insuficiente como para inhibir la infección.