Caracterización funcional de genes del tipo APF en el hongo fitopatógeno de frutos cítricos Penicillium digitatum

Abstract

[ES] Penicillium digitatum es el principal patógeno postcosecha de frutos cítricos. Es un hongo ascomiceto necrótrofo que penetra a través de heridas preexistentes e infecta el fruto, afectando su calidad comercial, produciendo su podredumbre y causando graves pérdidas económicas a nivel mundial. Los péptidos antimicrobianos (AMPs), tanto naturales como sintéticos, se consideran una alternativa prometedora frente a la utilización de fungicidas químicos para la protección de los cultivos y la conservación postcosecha de productos vegetales. Entre los AMPs naturales se encuentran las denominadas proteínas antifúngicas (AFPs), pequeñas proteínas catiónicas y ricas en cisteína de origen fúngico. Nuestro grupo de laboratorio ha trabajado en la identificación y caracterización de péptidos antifúngicos sintéticos (PAF) para su aplicación en el ámbito de la protección postcosecha de frutos cítricos. La secuencia del genoma de P.digitatum revela la existencia de genes que podrían codificar proteínas tipo AFP. En este trabajo se han elegido tres de ellos (PdigORF_17907, PDIG_23520, y PDIG_31210) para su caracterización funcional a través de la generación de mutantes nulos mediante el mecanismo de transformación génica mediado por A.tumefaciens (ATMT) y recombinación homóloga. Paralelamente se ha determinado la sensibilidad a péptidos antimicrobianos en diferentes cepas mutantes de P.digitatum, y se ha estudiado la sinergia entre el péptido sintético PAF26 y el péptido PAF112 derivado de la secuencia AFP de P.digitatum PDIG_68840. Los resultados revelan la necesidad de la secuencia completa de PAF112 para ejercer una actividad antimicrobiana sinérgica con PAF26.

[EN] Penicillium digitatum is the main citrus postharvest pathogen. It is an ascomycete necrotrophic fungus that penetrates orange fruits through pre-existent wounds, affecting their commercial quality, producing fruit rot and causing economic losses worldwide. Natural and synthetic antimicrobial peptides (AMPs) are considered a potential alternative to chemical fungicides for crop protection. Among natural AMPs, we can find small cationic cysteine-rich proteins called antifungal proteins (AFPs) of fungal origin. In our laboratory we have worked in the identification and characterization of synthetic antifungal peptides (PAF) for their application in the protection of citrus fruits. The P.digitatum recently sequenced genome shows existing genes that could probably codify AFP-like proteins. In this work, we have chosen three of these genes for their functional characterization using the A.tumefaciens mediated transformation mechanism (ATMT) and homologous recombination. On the other hand, the sensitivity to antifungal peptides has been determined in different P.digitatum strains, and the synergy between PAF26 and PAF112, derived from the P.digitatum AFP sequence PDIG_68840, has been identified. The results show the need for the complete sequence of PAF112 to establish an antimicrobial synergetic interaction with PAF26.

[CA] Penicillium digitatum és el principal patogen postcollita de fruits cítrics. És un fong ascomicet necròtrof que penetra a través de ferides preexistents i infecta el fruit, afectant a la seua qualitat comercial, produint la seua podridura i causant greus pèrdues econòmiques a nivell mundial. Els pèptids antimicrobians (AMPs), tant naturals com sintètics, es consideren una alternativa prometedora enfront la utilització de fungicides químics per a la protecció dels cultius i la conservació postcollita de productes vegetals. Entre els AMPs naturals es troben les denominades proteïnes antifúngiques (AFPs), unes xicotetes proteïnes catiòniques i riques en cisteïna d'origen fúngic. El nostre grup de laboratori ha treballat en la identificació i caracterització de pèptids antifúngics sintètics (PAF) per a la seua aplicació en l'àmbit de la protecció de fruits cítrics. La seqüència del genoma de P.digitatum revela l'existència de gens que podrien codificar proteïnes tipus AFP. En este treball s'han triat tres d'ells (PdigORF_17907, PDIG23520 i PDIG31210) per a la seua caracterització funcional a través de la generació de mutants nuls per mitjà del mecanisme de transformació gènica mediat per A.tumefaciens (ATMT) i recombinació homòloga. Paral•lelament s'ha determinat la sensibilitat a pèptids antimicrobians en diferents ceps mutants de P.digitatum, i s'ha caracteritzat la sinergia entre l'hexapèptid sintètic PAF26 i el pèptid PAF112 derivat de la seqüència AFP de P.digitatum PDIG_68840. Els resultats revelen la necessitat de la seqüència completa de PAF112 per a exercir una activitat inhibitòria sinèrgica amb PAF26.