| Fecha: |
2020 |
| Resumen: |
Ralstonia solanacearum és un dels patògens de plantes bacterians més destructius arreu del món. Provoca el marciment bacterià en més de 200 espècies vegetals, entre elles cultius d'alta importància econòmica. Grans esforços s'han dut a terme durant les últimes dècades per tal d'identificar els factors de virulència més rellevants d'aquest patogen, però una comprensió més detallada i dinàmica sobre els perfils d'expressió gènica dels determinants de virulència al llarg del procés d'infecció faltava. Així també, diferents grups de recerca han identificat hostes salvatges de R. solanacearum, la qual cosa ha ajudat a ampliar el coneixement de com aquest bacteri completa el seu cicle de vida complex. No obstant això, la informació relacionada amb la interacció entre R. solanacearum i els seus hostes reservori era molt escassa. En aquesta tesi, hem abordat el primer repte mitjançant l'establiment de tres estadis diferents d'infecció de la soca UY031 de R. solanacearum en patatera: l'apoplast, xilema inicial i xilema tardà. El transcriptoma bacterià al llarg de la infecció i els seu posterior anàlisi van revelar com R. solanacearum activa o reprimeix gens de virulència específics per tal de manipular les defenses de la planta així com l'ús de vies metabòliques bacterianes per facilitar la colonització dels diferents teixits vegetals durant la infecció. Destaquem el fet que R. solanacearum indueix l'expressió de la majoria dels efectors de tipus III durant la fase del xilema. A més a més, diferents tipus de motilitat bacteriana estan regulades i associades a diferents ambients d'infecció de la planta i per últim, que R. solanacearum depèn de l'activació de diferents gens del metabolisme del nitrogen per adaptar-se a ambients d'hipòxia al xilema. El segon gran repte d'aquesta tesi ha sigut comprendre com R. solanacearum interacciona amb el seu hoste reservori Solanum dulcamara. Després d'analitzar el procés d'infecció utilitzant diferents mètodes d'inoculació, vam concloure que S. dulcamara no és només un hoste reservori però també un hoste tolerant de R. solanacearum, perquè quantitats similars de bacteri es troben comparat amb altres hostes susceptibles, però els símptomes de marciment bacterià són més baixos. Hem aprés que S. dulcamara presenta una estructura lignificada al xilema molt estable que no disminueix després de la infecció, la qual cosa explica parcialment el fenotip tolerant observat. Per últim, hem esbrinat que la tolerància de S. dulcamara contra R. solanacearum és més marcada a temperatures més fresques, destacant la importància de l'ambient quan s'investiguen interaccions entre plantes i patògens. En resum, aquest treball proporciona tant un terreny sòlid per estudis de caracterització de diferents factors de virulència de R. solanacearum in planta, com també una aproximació del comportament del bacteri dins del seu hoste reservori tolerant S. dulcamara. |
| Resumen: |
Ralstonia solanacearum es uno de los patógenos de plantas bacterianos más destructivos en todo el mundo. Provoca el marchitamiento bacteriano en más de 200 especies vegetales, entre ellas cultivos de alta importancia económica. Grandes esfuerzos se han llevado a cabo en las últimas décadas con tal de identificar los factores de virulencia más relevantes de este patógeno, pero faltaba una comprensión más detallada y dinámica sobre los perfiles de expresión génica de los determinantes de virulencia durante el proceso de infección. Así mismo, diferentes grupos de investigación han identificado huéspedes salvajes de R. solanacearum, lo cual ha ayudado a ampliar el conocimiento de cómo esta bacteria completa su ciclo de vida complejo. No obstante, la información relacionada con la interacción entre R. solanacearum y sus huéspedes reservorio era muy escasa. En esta tesis, hemos abordado el primer reto mediante el establecimiento de tres estadíos diferentes de infección de la cepa UY031 de R. solanacearum en patata: apoplasto, xilema inicial y xilema tardío. El transcriptoma bacteriano a lo largo de la infección y su posterior análisis revelaron cómo R. solanacearum activa o reprime genes de virulencia específicos con tal de manipular las defensas de la planta, así como el uso de vías metabólicas bacterianas para facilitar la colonización de diferentes tejidos vegetales durante la infección. Destacamos el hecho que R. solanacearum induce la expresión de la mayoría de los efectores de tipo III durante la fase del xilema. Además, diferentes tipos de motilidad bacteriana están reguladas y asociadas a diferentes ambientes de infección de la planta y por último, R. solanacearum depende de la activación de diferentes genes del metabolismo del nitrógeno para adaptar-se a ambientes de hipoxia en el xilema. El segundo gran reto de esta tesis ha sido entender cómo R. solanacearum interacciona con su huésped reservorio Solanum dulcamara. Después de analizar el proceso de infección utilizando diferentes métodos de inoculación, concluimos que S. dulcamara no es sólo un huésped reservorio, pero también un huésped tolerante de R. solanacearum, porque cantidades similares de bacteria se encuentran comparado con otros huéspedes susceptibles, pero los síntomas de marchitamiento bacteriano son más bajos. Hemos aprendido que S. dulcamara presenta una estructura lignificada al xilema muy estable que no disminuye después de la infección, lo cual explica parcialmente el fenotipo tolerante observado. Por último, hemos averiguado que la tolerancia de S. dulcamara contra R. solanacearum es más marcada a temperaturas más frescas, destacando la importancia del ambiente cuando se investigan interacciones entre plantas y patógenos. En resumen, este trabajo proporciona tanto un terreno sólido para el estudio de caracterización de diferentes factores de virulencia de R. solanacearum in planta, como también una aproximación del comportamiento de la bacteria dentro de su huésped reservorio tolerante S. dulcamara. |
| Resumen: |
Ralstonia solanacearum is one of the most destructive bacterial plant pathogens worldwide. It causes bacterial wilt on more than 200 plant species, among them economically important crops. A big effort has been done during the last decades in order to identify the most relevant virulence factors of this pathogen, but a comprehensive and dynamic understanding of the gene expression profile of these virulence determinants along the infection process was lacking. Also, different groups have identified wild reservoir hosts of R. solanacearum, which has helped in broadening the knowledge of how this bacterium completes its complex life cycle. However, the information regarding the interaction between R. solanacearum and its reservoir hosts was very scarce. In this thesis, we have tackled the first challenge by establishing three different infection stages of R. solanacearum UY031 strain in potato: apoplast, early xylem and late xylem. The bacterial transcriptome along the infection process and its analysis revealed how R. solanacearum activates or represses specific virulence genes to hijack plant defences as well as the use of bacterial metabolic pathways to facilitate the colonization of different plant tissues during the infection. We underscore the fact that R. solanacearum induces the expression of most of its type III effectors during the xylem phase. In addition to that, different types of motility are regulated and associated to different plant environments and last but not least, that R. solanacearum largely depends on the activation of different nitrogen metabolism genes to adapt to the hypoxic xylem vessels. The second big challenge of this thesis has been to understand how R. solanacearum interacts with its reservoir host Solanum dulcamara. After analysing the infection process using different inoculation methods, we concluded that S. dulcamara it is not only a reservoir host but also a tolerant host of R. solanacearum, since similar bacterial loads are found compared to other susceptible hosts, but the bacterial wilt symptoms are much lower. We learned that S. dulcamara presents a very stable xylem lignification, which is not impaired upon bacterial infection, partly explaining this tolerant phenotype. Lastly, we found out that S. dulcamara tolerance against R. solanacearum is even more clear at cooler temperatures, underscoring the importance of the environment when investigating plant pathogen interactions. In summary, this work provides both a solid ground for in planta R. solanacearum functional and characterization studies of different virulence factors, as well as an insight of how the bacterium behaves inside its reservoir tolerant host S. dulcamara. |
| Nota: |
Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Biologia i Biotecnologia Vegetal |
| Derechos: |
Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, i la comunicació pública de l'obra, sempre que no sigui amb finalitats comercials, i sempre que es reconegui l'autoria de l'obra original. No es permet la creació d'obres derivades.  |
| Lengua: |
Anglès |
| Colección: |
Programa de Doctorat en Biologia i Biotecnologia Vegetal |
| Documento: |
Tesi doctoral ; Text ; Versió publicada |
| Materia: |
Fitopatògens ;
Fitopatógenos ;
Phytopathogens ;
Genètica ;
Genética ;
Genetics ;
Hostes reservori ;
Huéspedes reservorio ;
Reservoir hosts ;
Ciències Experimentals |
visitante ::
identificación
