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Título

Evolución experimental de la gama de huéspedes del Virus del grabado del tabaco (TEV)

AutorAgudelo-Romero, Patricia
DirectorElena, Santiago F.
Palabras claveVirus
Tabaco
Fecha de publicación8-may-2009
EditorUniversidad Politécnica de Valencia
ResumenEn la actualidad, la aparición o emergencia de nuevos virus de plantas representa una amenaza directa para la agricultura. La incidencia de nuevos virus de plantas aumenta debido a cambios en el medio ambiente y a malas prácticas agrícolas. Por esto, es importante determinar los factores genéticos y evolutivos implicados en la aparición de estos nuevos virus. Los virus de RNA son excelentes modelos experimentales para el estudio de procesos evolutivos en escalas temporales imposibles con otros organismos modelos pluricelulares. Esta rápida evolución es consecuencia de sus genomas compactos, elevadas tasas de mutación, rápidas tasas de replicación y enormes tamaños poblacionales que, en conjunto, generan poblaciones tremendamente polimórficas. Esta enorme variabilidad es clave para entender la patogenicidad en sus huéspedes. Trabajar con virus de plantas permite el uso de huéspedes reales sin las incomodidades de manejo ni las implicaciones éticas propias de los virus de animales. Aprovechando las ventajas que nos ofrece el estudio de la evolución experimental con virus de RNA de plantas, en este trabajo perseguimos adquirir conocimientos básicos sobre la evolución de la interacción virus-huésped, y qué factores condicionan la gama de nuevos huéspedes de un virus, lo cual puede determinar potencialmente el fenómeno de emergencia viral. El objetivo fundamental de esta Tesis es simular un proceso de emergencia viral. En general, los virus de plantas muestran una alta variabilidad en sus gamas de huéspedes: mientras algunos infectan sólo una o pocas especies afines (especialistas), otros pueden infectar un amplio rango e incluso especies pertenecientes a grupos taxonómicos diferentes (generalistas). En un primer conjunto de experimentos exploraremos el coste que en términos de eficacia viral supone la ampliación de la gama de huéspedes del Potyvirus del grabado del tabaco (TEV). Estos estudios los realizaremos a dos niveles. En primer lugar empleando huéspedes pertenecientes a la misma familia taxonómica (tabaco y pimiento). En segundo lugar, en huéspedes pertenecientes a familias taxonómicas muy alejadas (tabaco y arabidopsis). Estos experimentos muestran que la adaptación a un nuevo huésped tiene un efecto pleiotrópico antagonista en el huésped original. Estos resultados nos permiten concluir que ampliar la gama de huéspedes implica un coste en términos de eficacia promedio, de manera que la eficacia viral no se maximiza para cada huésped sino que existe un compromiso. En un segundo conjunto de experimentos, hemos pretendido explorar si la adaptación del virus a arabidopsis conlleva cambios en el tipo de interacciones que éste establece con la
planta a nivel del transcriptoma. Más concretamente, las preguntas que perseguimos responder son dos: (1) ¿Qué cambios se observan en el patrón de expresión génica en el huésped tras la infección con un virus emergente, en este caso TEV? (2) Una vez identificados los genes o rutas metabólicas afectadas por un genotipo de TEV no adaptado a arabidopsis, es el momento de preguntarse si esta red de interacciones cambia a medida que el virus se adapta a su nuevo huésped. Para desarrollar este trabajo utilizamos micromatrices de cDNA de alta densidad (26173 genes y 87 microRNAs), que nos permiten monitorizar cientos de genes al mismo tiempo de manera adecuada y eficiente. Hemos identificado un conjunto de genes de la planta cuya expresión se ve alterada por la infección con TEV, muchos de ellos implicados en respuesta a estreses bióticos y abióticos. Este conjunto de genes cambió a medida que el virus se adaptó a su nuevo huésped aumentando su eficacia y virulencia, observándose que muchos genes de respuesta a estrés biótico dejaron de ser activados tras la infección. Estos cambios tan acusados fueron consecuencia de un número limitado de mutaciones en el genoma de TEV. De hecho, un solo cambio en una proteína clave del virus era el responsable de los nuevos síntomas en la planta. Por último, hemos querido comprobar si la adaptación de TEV al ecotipo de arabidopsis elegido para los experimentos arriba descritos (Ler-0) implica también un aumento de su eficacia y virulencia en otros ecotipos. Dicho de otra manera, si la adaptación viral es específica de un genotipo del huésped o si, por el contrario, facilita el acceso del virus a otros genotipos. Existe un buen número de grados de susceptibilidad a TEV en arabidopsis. Trabajos previos del grupo del Prof. J. C. Carrington mostraron que esta variabilidad es consecuencia del alelo dominante presente en un locus llamado RTM1 (restricción del movimiento de TEV 1). Hemos evaluado 9 ecotipos diferentes de arabidopsis con diferentes niveles de susceptibilidad a TEV. Hemos observado que el virus adaptado a Ler-0 era capaz de infectar y generar síntomas en ecotipos que eran resistentes a la infección con el TEV ancestral. Estos resultados sugieren que poseer el alelo de resistencia en el locus RTM1 no es condición suficiente para que la planta sea resistente a TEV.
Descripciónxxi+97 pp.
URIhttp://hdl.handle.net/10261/14894
Aparece en las colecciones: (IBMCP) Tesis
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