Estudio de la interacción entre Ralsonia solanacearum y Solanum commersonii

Abstract

La papa (Solanum tuberosum L.) es uno de los cultivos más importantes afectado por Ralstonia solanacearum, bacteria fitopatógena causante de la marchitez bacteriana. Una de las estrategias más efectivas para el control de esta enfermedad es el uso de cultivares resistentes. La estrategia adoptada por el programa nacional de mejoramiento genético de papa desarrollado en INIA, implica la introgresión de genes de resistencia a partir de la especie nativa silvestre Solanum commersonii, ampliamente distribuida y adaptada a nuestras condiciones ambientales. El objetivo general de esta tesis fue generar conocimiento sobre el patosistema R. solanacearum - S. commersonii para contribuir al desarrollo de cultivares con resistencia a esta bacteria fitopatógena y al control integrado de la marchitez bacteriana. Se evaluó la resistencia en germoplasma derivado del programa de mejoramiento y se seleccionaron genotipos con resistencia parcial altamente tolerantes que fueron utilizados como progenitores en los sucesivos cruzamientos. Además, se seleccionaron genotipos con diferentes niveles de resistencia para continuar con los estudios de las interacciones planta-patógeno. Para realizar el seguimiento de la colonización de la bacteria in planta, se construyeron y validaron cepas reporteras de R. solanacearum con actividad fluorescente (proteína verde fluorescente, GFP) y luminiscente (operón luxCDABE, LUX). Los resultados obtenidos sugieren que la resistencia a la marchitez bacteriana en papa está relacionada con la capacidad de la planta de restringir la colonización y multiplicación del patógeno, particularmente limitando la diseminación a lo largo del tallo. A su vez, se observaron varias respuestas de defensa inducidas luego de la infección con la bacteria en los genotipos con resistencia parcial como deposición de lignina, producción de especies reactivas del oxígeno, tílides, un aumento del intercambio de electrolitos a través de la membrana y cambios a nivel de la expresión de genes de defensa. También se analizó la composición mineral de la savia xilemática, hoja, tallo y raíz de los genotipos seleccionados encontrando mayores concentraciones de Ca a nivel de tallo y savia xilemática en el genotipo parcialmente resistente. Este mineral tiene un efecto inhibidor del crecimiento de R. solanacearum y sobre características asociadas a la virulencia como la formación de biofilm, adhesión y la movilidad tipo twitching. El agregado exógeno de sales de Ca retrasó y disminuyó la severidad de síntomas de marchitamiento en plantas susceptibles y resistentes inoculadas con R. solanacearum. Este efecto también se observó cuando se incubó a la bacteria en cámaras de microfluido, logrando optimizar por primera vez este modelo para el estudio de este patógeno bajo condiciones de flujo.