El tomate (Solanum lycopersicum L.) es un cultivo hortícola económicamente importante a nivel mundial, y su producción se ve amenazada por las fluctuaciones de temperatura y ataques de patógenos, causando severas pérdidas de cultivos.
por la Universidad Agrícola de Nanjing La Academia de Ciencias
En un trabajo reciente publicado en la revista Horticulture Research , investigadores de la Universidad de Zhejiang caracterizaron un regulador positivo de la resistencia a múltiples estreses en el tomate.
Demostraron que el LRR-RLK MRK1 del tomate participa en respuestas a múltiples estreses actuando como un regulador positivo. La expresión de MRK1 fue inducida por estrés por frío y calor, así como por los patógenos bacterianos Pseudomonas syringae pv. tomate (Pst DC3000) y Ralstonia solanacearum.
Luego, los autores generaron mutantes de tomate mrk1 mediante la edición de genes CRISPR/Cas9. Los mutantes mrk1 exhibieron una mayor sensibilidad al estrés por frío y calor, como lo muestran los cambios en el fenotipo de la planta, la reducción de la eficiencia fotoquímica máxima de PSII (Fv/Fm) y una mayor fuga relativa de electrolitos (un indicador de la permeabilidad de la membrana).
En comparación con las plantas de tipo salvaje (WT), los mutantes mrk1 mostraron una expresión más baja de CBF1 y HsfA1a, que desempeñan un papel fundamental en las respuestas de las plantas al estrés por frío y calor , tras la exposición al frío y al calor. Además, los mutantes mrk1 fueron más susceptibles a Pst DC3000 y R. solanacearum, como se refleja en síntomas de enfermedad más graves en comparación con las plantas WT a los 5 días posteriores a la inoculación (dpi) con Pst DC3000 y 10 dpi con R. solanacearum.
La respuesta de inmunidad desencadenada por patrón (PTI) es un componente importante de la inmunidad basal de la planta, que puede repeler a la mayoría de los patógenos virulentos. Las respuestas de PTI implican la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS), la activación de proteínas quinasas activadas por mitógenos (MAPK) y la reprogramación transcripcional de genes asociados con la inmunidad.
La producción de ROS inducida por flg22 se redujo en gran medida en los mutantes mrk1, y la regulación positiva de los genes OLP y LPSE sensibles a PTI se suprimió en gran medida en los mutantes mrk1 en comparación con las plantas WT. Por el contrario, la activación de MAPK tras la provocación de flg22 no difirió entre los mutantes mrk1 y las plantas WT. Estos resultados indicaron que MRK1 regula positivamente varias respuestas de PTI.
Los investigadores también encontraron que MRK1 podría interactuar con FLS2 en la membrana plasmática y con SERK3A/SERK3B en el citoplasma utilizando un ensayo de complementación de fluorescencia bimolecular (BiFC), y estas interacciones luego se confirmaron mediante un ensayo de luciferasa dividida. Los ensayos de co-inmunoprecipitación mostraron que las interacciones de MRK1 con FLS2 y el correceptor SERK3A/SERK3B MRK1 no se vieron afectadas por la presencia de flg22, lo que sugiere que MRK1 desempeña un papel positivo en la inmunidad antibacteriana al actuar como un componente de FLS2 y SERK3A. complejo /SERK3B para modular las respuestas de PTI.
«Esta investigación proporciona información sobre la estructura compleja de los sistemas de señalización mediados por LRR-RLK y proporciona un nuevo objetivo para la mejora del tomate con una mayor resistencia a múltiples estreses», dijeron los investigadores.
Más información: Qiaomei Ma et al, La nueva quinasa similar al receptor de repetición rica en leucina MRK1 regula la resistencia a múltiples estreses en tomate,
Horticulture Research (2022). DOI: 10.1093/hr/uhab088
