Efecto de la interacción con hongos aislados del fruto de aguacate con pudrición peduncular sobre el crecimiento y desarrollo de Arabidopsis thaliana

Abstract

During ripening and postharvest management, avocado fruits develop stem-end rots that reduce quality, as well as nutritional and economical value. A survey aimed at identifying microorganisms that endophytically proliferate on the “Hass” avocado stem-end allowed the isolation of Phomopsis viticola, Diaporthe phaseolorum and Pseudofusicoccum stromaticum fungi. To understand the plant-fungal relationship, we used Arabidopsis thaliana as heterologous host plant and explored the influence of each fungal isolate on root growth and patterning, acidification capacity, and expression of genes for cell division, differentiation and auxin response. We found variable plant growth and developmental responses that are specific for each fungus. In co-culture P. viticola and D. phaseolorum strongly repressed root growth, while P. stromaticum induced prolific root growth and branching, and enhanced shoot biomass production. Additionally, the D. phaseolorum and P. stromaticum volatiles enhance plant growth. Detailed microscopy and structural analyses revealed that all three fungi did not affect cell division in root meristems but rather influenced cell elongation and differentiation, and these responses were related to changes in auxin and cytokinin responsiveness. Otherwise, all three fungi induced the jasmonic acid responsive gene construct LOX2:GUS in leaves, indicating the activation of plant immunity.

Los frutos de aguacate desarrollan pudrición peduncular durante la maduración, lo cual reduce su calidad, así como sus valores nutrimental y económico. Un estudio dirigido a la identificación de microorganismos que proliferan en la pudrición del pedúnculo permitió el aislamiento de los hongos Phomopsis viticola, Diaporthe phaseolorum y Pseudofusicoccum stromaticum. Para el entendimiento de la relación planta-hongo que se establece y la exploración de algunos mecanismos de señalización, usamos Arabidopsis thaliana como una planta hospedera heteróloga y exploramos la influencia de cada aislado fúngico en el crecimiento de la raíz, capacidad de acidificación y la expresión de genes de división celular, diferenciación y respuesta a auxinas, citocininas y ácido jasmónico. Los resultados que se obtuvieron indican una respuesta diferencial y específica en el crecimiento y desarrollo de Arabidopsis en la interacción con cada uno de los hongos. En co-cultivo, P. viticola y D. phaseolorum reprimen fuertemente el crecimiento de la raíz primaria, mientras que P. stromaticum induce el crecimiento radicular y la biomasa en el brote, así como la formación de raíces. Además, los volátiles de D. phaseolorum y P. stromaticum estimulan el crecimiento de Arabidopsis. Estudios de microscopía de campo claro y confocal acompañados de análisis tisulares revelaron que ninguno de los tres hongos afecta la división celular en los meristemos, pero influyen tanto en la elongación, como en la diferenciación celular. Esta respuesta se relaciona con la señalización de auxinas y citocininas. Por otro lado, los tres hongos indujeron la expresión del gen inducible por ácido jasmónico LOX2:GUS en las hojas, lo que indica una activación de las rutas de defensa.