Investigadores del Instituto Boyce Thompson BTI y Virginia Tech han descubierto un nuevo mecanismo en la carrera armamentista continua entre plantas y bacterias patógenas, que los tomates usan para detectar el agente causal de la enfermedad de las manchas bacterianas.
El equipo identificó un nuevo receptor en las plantas de tomate, llamado FLAGELLIN-SENSING 3 FLS3, que desencadena defensas contra un ataque bacteriano. FLS3 está presente en un pequeño número de especies de plantas, incluyendo tomate, papa y pimiento. El estudio pareceen Plantas naturales .
"Este es un ejemplo interesante de un receptor que parece haber evolucionado recientemente porque solo se encuentra en un pequeño grupo de plantas", dijo la primera autora Sarah Hind, investigadora asociada en el laboratorio del profesor Gregory Martin en BTI."Este descubrimiento establece la posibilidad de introducir FLS3 en otras plantas de cultivo económicamente importantes, lo que podría proporcionar resistencia a los patógenos bacterianos que no están naturalmente presentes en otras plantas".
FLS3 detecta una parte del flagelo, un apéndice en forma de cola que ayuda a las bacterias a nadar a través de su entorno y se compone principalmente de proteínas flagellinas. Cuando las bacterias invaden la planta, el receptor FLS3 se une a una región de la proteína flagellina llamada flgII-28y desencadena una respuesta inmune.
FLS3 es el segundo sensor de flagelina descubierto en tomates. El primero, llamado FLS2, se encuentra en la mayoría de las plantas terrestres y detecta bacterias invasoras al reconocer una región separada de flagelina llamada flg22. Dado que muchas plantas tienen un receptor FLS2, varias especies bacterianas tienenadquirieron mutaciones en la porción flg22 de su flagelina, y estas mutaciones alteran la forma de la flagelina para que FLS2 ya no pueda reconocerla. Por lo tanto, la adquisición del receptor FLS3 puede servir como una contramedida en nombre del tomate para detectar bacterias que han alterado flg22.
Martin y sus colegas trabajaron con el investigador postdoctoral Christopher Clarke y el profesor Boris Vinatzer en Virginia Tech, quienes identificaron previamente flgII-28 como un segmento conservado de la proteína flagellina que los tomates pueden detectar. Juntos, los investigadores demostraron que flgII-28 no podíaser reconocido por FLS2, lo que sugiere la existencia del aún desconocido FLS3. Además, en colaboración con el profesor asociado Dilip Panthee de la Universidad Estatal de Carolina del Norte, los investigadores examinaron variedades de tomate de la herencia y descubrieron que algunas, incluida la pera amarilla, no podían responder a flgII-28, lo que sugiere que al tomate le debe faltar FLS3.
"Descubrir que algunos tomates de la herencia, como Yellow Pear, no respondieron a flgII-28 fue clave para usar un enfoque genético para identificar FLS3", dijo el autor principal Martin, el profesor Boyce Schulze Downey en BTI y un profesor de la Universidad de Cornellen la Escuela de Ciencia Integral de las Plantas.
En el documento actual, Hind usó tomates Yellow Pear junto con un pariente silvestre de tomate llamado Solanum pimpinellifolium para identificar el gen FLS3 y mostrar cómo funciona para reducir el crecimiento bacteriano. Pero para confirmar que FLS3 es el receptor para flgII-28,Ella necesitaba demostrar que las dos moléculas pueden interactuar físicamente.Los investigadores en los laboratorios de Martin y el profesor asociado de BTI Frank Schroeder desarrollaron técnicas de bioquímica de vanguardia para identificar un complejo estable entre FLS3 y flgII-28, validando así FLS3 como flgII-28receptor.
"Probar interacciones directas de biomoléculas ha seguido siendo un gran desafío, y nuestro trabajo ayudará a desarrollar mejores enfoques para explorar las interacciones receptor-ligando", dijo el coautor Schroeder, profesor de Química y Biología Química de la Universidad de Cornell.
El estudio demuestra cuán versátil puede ser el sistema inmunitario de las plantas mientras lucha en una carrera armamentista constante contra las bacterias infecciosas. "Las plantas siempre encuentran nuevas formas de derrotar a los patógenos", dijo Hind. "Estamos tratando de entender cómo lo haceny luego use este conocimiento para desarrollar más plantas resistentes a enfermedades ".
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Materiales proporcionado por Instituto Boyce Thompson . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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