Estudio de la resistencia a ToLCNDV en mutantes de insensibilidad a etileno de Cucurbita pepo

Abstract

Resumen: El virus Tomato Leaf Curl New Delhi (ToLCNDV) fue descrito por primera vez en 1995 en la India. Se trata de un Begomovirus de genoma bipartido perteneciente a la familia Geminiviridae. En 2012 fue detectado en España produciendo numerosas pérdidas en los cultivos de cucurbitáceas, mayoritariamente en calabacín (Cucurbita pepo). El virus es transmitido por mosca blanca (Bemisia tabaci) y hasta la fecha las estrategias de control de la enfermedad se han basado en el control del vector. Por lo que el desarrollo de variedades resistentes en calabacín no sólo es deseable, si nonecesario. El etileno es una hormona con un importante papel en el desarrollo de las plantas. Está implicada en la determinación del sexo, la maduración y senescencia de los frutos, la epinastia de las hojas y en la germinación de las semillas. Además, en procesos de desarrollo junto con otras hormonas, el etileno participa en la respuesta frente a estreses bióticos, por lo que el uso de mutantes de la ruta del etileno podría ser interesante para desarrollar materiales resistentes al virus ToLCNDV. El mutante de percepción a etileno ein3, presenta una mutación semidominante de falta de sensibilidad causada por un fallo en la transducción de la señal de etileno. En este trabajo se ha estudiado cómo afecta dicha mutación en la tolerancia frente a un estrés biótico, en nuestro caso el virus ToLCNDV. Para ello se han estudiado distintos parámetros que pueden estar afectados por el virus o variar entre los diferentes genotipos. Nuestros resultados indican que existe una diferencia en el vigor de plantas control, WT y ein3, que en nuestras condiciones de cultivo es mayor en las plantas WT. Por otro lado, para comprobar el nivel de tolerancia de la mutación ein3 frente al virus, se ha estudiado la evolución de la severidad. Posteriormente, a los 30 días después de la inoculación, se ha correlacionado la severidad frente al crecimiento mostrado en cada grupo de plantas. Los resultados obtenidos muestran que existen diferencias en la respuesta a la inoculación en cada genotipo; mientras las plantas WT reducen su crecimiento al ser inoculadas, en las plantas ein3 no se sucede así. Por tanto, la respuesta al virus ToLCNDV podría estar mediada por etileno, ya que el bloqueo de su percepción podría limitar los cambios fisiológicos debidos a la inoculación. Finalmente, en este Trabajo Fin de Grado estaba planificado cuantificar la acumulación viral mediante qPCR. Como resultado esperado, se debería haber obtenido una mayor carga viral en plantas WT. Abstract: Tomato Leaf Curl New Delhi virus (ToLCNDV) was first described in 1995 in India. ToLCNDV is a Begomovirus that possesses a bipartite genome of the family Geminiviridae. In 2012, it was detected in Spain, it causes losses to a large number of cultivated plant species of the Cucurbitaceae family, being one of the most affected crops zucchini squash (Cucurbita pepo). The virus is transmitted by white flies (Bemisia tabaci) and to date, disease control strategies depends on vector control. Therefore, the development of resistant varieties in zucchini is not only desirable, but necessary. One of the strategies to deal with the ToLCNDV virus is based on obtaining resistant varieties. Ethylene is a hormone with an important role in the development of plants. It is involved in determining sex, maturation and senescence of the fruits, the epinastic curvatures of leaves and seed germination. Furthermore, ethylene is essential for developmental processes and a crucial mediator of biotic stress responses in plants, so the use of mutants of the ethylene pathway could be interesting to develop resistant genotypes to ToLCNDV. The ethylene perception mutant, ein3, show a semi-dominant mutation caused by a failure in the signal transduction ethylene. In this work, we have studied how this mutation affects biotic stress tolerance, e.g ToLCNDV. Different parameters that may be affected by the virus or vary between different genotypes have been studied. Our results indicate that there is a difference in the vigour of control plants, WT and ein3, which in our conditions is higher in WT plants. On the other hand, to check the tolerance level of the ein3 mutation against the virus, the evolution of the severity has been studied. Later on, 30 days after inoculation, the severity was correlated with the growth shown in each group of plants. The results showed differences in the response to inoculation in each genotype. WT plants reduced their growth when they were inoculated, but ein3 plants did not show changes. Since blocking ethylene perception limits the physiological changes related to inoculation, the response to ToLCNDV in C. pepo could be is mediated by ethylene. Finally, in this work, it was planned to quantify viral accumulation using qPCR. As an expected result, a higher viral load should have been obtained in WT plants.