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Intergenomic Relationships during plant-pathogen interactions

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Le relazioni intergenomiche tra funghi e piante

Ospiti e patogeni hanno sviluppato strategie di difesa e controdifesa, con i piccoli RNA che agiscono come regolatori chiave. I ricercatori hanno studiato le interazioni tra piante e funghi per chiarire questi meccanismi e comprenderne le implicazioni.

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I piccoli RNA sono fondamentali per il silenziamento genico trascrizionale e post-trascrizionale. Recentemente gli scienziati ne hanno scoperto il ruolo nella patogenesi delle piante. Gli scienziati ipotizzano ora che i piccoli RNA e le proteine effettrici come la famiglia delle proteine Argonaute (AGO) si muovano e agiscano su tutta l’interfaccia pianta-patogeno. I ricercatori impegnati nel progetto SMALLRNATRANSFER (Intergenomic relationships during plant-pathogen interactions), finanziato dall’UE, hanno testato questa teoria. Dal momento che l’interazione del fungo Colletotrichum higginsianum con l’Arabidopsis thaliana è ben caratterizzata, i ricercatori hanno utilizzato questo modello per i test. Con la tecnologia di sequenziamento ad alta processività hanno identificato piccoli RNA C. higginsianum-specifici associati alle proteine AGO dell’Arabidopsis. Dopo aver ottenuto librerie di piccoli RNA dalle piante di Arabidopsis infettate con C. higginisianum, i ricercatori hanno eseguito il sequenziamento profondo. Poiché non riuscivano a confermare l’autenticità della maggior parte dei valori relativi ai funghi, hanno generato librerie di piccoli RNA da C. higginsianum mycelia. Durante tale processo, hanno però riusciti a identificare importanti componenti dei meccanismi di silenziamento degli RNA: due AGO, due DICER e tre RNA polimerasi RNA-dipendenti. Per caratterizzare i profili dei piccoli RNA di C. higginsianum, i membri del progetto hanno generato diversi ceppi fungini difettivi nel silenziamento genico, oltre alle proteine fungine AGO1 e AGO2 marcate con epitopi. Alcuni dei ceppi fungini difettivi nel silenziamento genico come Δdcl1 e Δago1 causavano difetti nel rilascio dei conidi e nella loro morfologia. La produzione dei conidi rappresenta la riproduzione asessuata da spore. Attraverso l’analisi trascrittomica i ricercatori hanno dimostrato che un particolare ceppo di C. higginsianum possiede un virus residente. Si tratta di una scoperta fondamentale, poiché questo fungo utilizza il meccanismo dell’interferenza dell’RNA (RNAi) per controllare la proliferazione dei virus e impedire una produzione di conidi difettosa. I risultati sono interessanti in quanto indicano che non esiste una connessione tra la soppressione dell’immunità della pianta e la riduzione della patogenesi indotta da virus. Le conoscenze e gli strumenti sviluppati durante questo progetto sono inestimabili per la ricerca di base e applicata sulle interazioni pianta-patogeni. Le attività di ricerca future potrebbero indagare sull’impatto dei piccoli RNA virali e delle associazioni mutualistiche tra virus e funghi sull’incidenza delle malattie e sulla loro gravità nelle piante. Le applicazioni includono il controllo dei parassiti e lo sviluppo di ceppi di piante resistenti alle malattie. Ciò a sua volta dovrebbe migliorare la sicurezza e la qualità alimentare.

Parole chiave

Funghi, pianta, intergenomica, piccolo RNA, proteina effettrice, AGO, conidiazione, virus, RNAi

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