Descubierta una nueva ruta de inmunidad vegetal que comparte elementos reguladores con la del desarrollo de estomas

Investigadores del CBGP (UPM-INIA) pertenecientes al grupo de “Inmunidad innata de las plantas y resistencia a hongos necrotrofos”, liderado por el Dr. Antonio Molina, han identificado una nueva ruta de señalización de la inmunidad vegetal que es capaz de conferir resistencia de amplio espectro frente a bacterias, hongos y oomicetos fitopatógenos.

Este estudio, realizado en colaboración con varios grupos de investigación internacionales, se publicado en la revista New Phytologist y demuestra que las plantas han sido capaces de aprovechar para modular respuesta de inmunidad parte de los componentes señalizadores que regulan la formación de estomas, como ERECTA (ER), un receptor de tipo quinasa de membrana, y YODA (YDA), una proteína quinasa de tipo MAP3K.

Esta nueva ruta de defensa actuaría en paralelo a las rutas de inmunidad previamente descritas y reguladas por Microbe-Associated Molecular Patterns (MAMPs) que son reconocidos por Pattern Recognition Receptors (PRRs) de las plantas, y por fitohormonas, como el ácido salicílico, el etileno o el jasmónico. Los estomas son aperturas naturales de las plantas que permiten el intercambio gaseoso, pero a su vez pueden ser puntos de entrada de microorganismos patógenos.

El descubrimiento de esta nueva ruta de inmunidad vegetal mediada YDA y ER, reguladores de la formación de estomas, sugiere que las plantas se han dotado evolutivamente de un sistema de inmunidad ligado al desarrollo de estomas. El artículo demuestra que la activación constitutiva de la proteína YODA (CA-YDA) confiere una resistencia duradera y de amplio espectro.

Las plantas CA-YDA presentan alteraciones en sus paredes celulares y expresan de forma constitutiva genes relacionados con defensa, entre los que cabe destacar algunos que codifican posibles péptidos extracelulares (small secreted peptides, SSPs) y diversas proteínas receptoras de membrana (PRRs). Estos SSPs o glicanos derivados de la pared celular vegetal de la plantas CA-YDA podrían actuar como patrones moleculares asociados a daño (DAMPs), que una vez reconocidos por PRRs específicos activarían la señalización mediada por ER-YDA. La caracterización de esta nueva ruta de inmunidad puede permitir el desarrollo de cultivos más resistentes a enfermedades.

Modelo de la ruta de señalización ER-YDA que regula la inmunidad y el desarrollo vegetal. El complejo formado por distintos receptores de membrana, entre los que se incluyen los parálogos de ER (ERL1 y ERL2), el receptor de tipo proteína (RLP) TMM y los receptores de tipo quinasa (SERKs, e.j. BAK1), es necesario tanto para regular el patrón estomas como la inmunidad vegetal. La ruta de señalización defensiva mediada por ER-YDA es independiente de las respuestas defensivas activadas por la flg22 y la quitina.

Publicación Original:

Sopeña-Torres, S; Jordá, L; Sánchez-Rodríguez, C; Miedes, E; Escudero, V; Swami, S; López, G; Piślewska-Bednarek, M; Lassowskat, I; Lee, J; Gu, Y; Haigis, S; Alexander, D; Pattathil, S; Muñoz-Barrios, A; Bednarek, P; Somerville, S; Schulze-Lefert, P; Hahn, MG; Scheel, D; Molina, A. 2018. "YODA MAP3K kinase regulates plant immune responses conferring broad-spectrum disease resistance". New Phytologist. DOI: 10.1111/nph.15007".