Participación de la fumonisina B1 como factor de patogenicidad en la interacción maíz (Zea mays)- Fusarium verticillioides /
Fusatium verticillioidess el principal patógeno del maíz y limitante de la productividad del cultivo en el mundo, ocasionando considerables pérdidas económicas año tras año. El hongo hetnibiotrófico puede infectar a la semilla desde su formación y sobrevivir en ésta para luego acceder a la plántula...
| Main Author: | |
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| Other Authors: | , , , , |
| Format: | Thesis Book |
| Language: | Spanish |
| Published: |
Córdoba :
[s. n.],
2014
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| Subjects: |
| Summary: | Fusatium verticillioidess el principal patógeno del maíz y limitante de la productividad del cultivo en el mundo, ocasionando considerables pérdidas económicas año tras año. El hongo hetnibiotrófico puede infectar a la semilla desde su formación y sobrevivir en ésta para luego acceder a la plántula durante la germinación y desarrollo post-germinativo e inducir enfermedades como vuelco y podredumbre de espiga y granos. F. verticillioides puede producir fumonisina B1 (14B1), cuya presencia en productos agrícolas causa gran preocupación, debido a los efectos que ocasionan cuando animales y humanos la consumen. El objetivo de este trabajo de tesis fue evaluar otro aspecto relevante de la biología de la FBI: su posible contribución como factor de patogenicidad de F. verticillioides en maíz. En este estudio se estableció un sistema de infección de semillas de maíz con la cepa toxicogénica de F. verticillioides RC2024 y un sistema de toxicidad mediante riego con solución acuosa de FBI, a dos concentraciones: 1 y 20 ppm, a los 2, 4 y 6 días post-siembra (dps). En los ensayos se utilbaron plántulas de maíz obtenidas a partir semillas de híbridos resistente (HR) y susceptible (HS), cosechadas a los 7, 14 y 21 dps. La FB1 reprodujo, en gran parte, los síntomas de enfermedad observados en la infección fúngica. Sin embargo, se registraron variaciones de acuerdo a la dosis de toxina utilizada. A niveles de 1 ppm, FBI causó disminución en la biomasa inicial de ambos híbridos, sin embargo a los 21 dps se restablecieron los parámetros de crecimiento vegetativos, sugiriendo la posible existencia de mecanismos de detoxificación eficientes para ese nivel de exposición. A niveles de 20 ppm, los procesos de detoxificadón no serían efectivos, afectando severamente el ciclo de desarrollo (developmental timing) de las plántulas e induciendo posiblemente una senescencia temprana en maíz. Los síntomas de enfermedad causados por F. verticillioides estarían relacionados en parte con los desbalances lipídicos generados en la planta por exposición a la toxina. En plántulas resistentes, específicamente en raíz, el incremento de las bases esfingoides liderado por esfinganina, activaría las rutas de señalización que conducen a inducir muerte celular, que acompañado de incrementos de ácido salialico, determinarían una respuesta de defensa fenotípicamente resistente. Por otro lado, en el HS FBI induciría un aumento principalmente de fitoesfingosina, cuyo incremento no estaría operando en la vía de señalización que conduce a la muerte celular y que conjuntamente con la participación del ácido abscísico como regulador negativo de la resistencia, contribuirían a direccionar un perfil de respuesta de susceptibilidad a la patogénesis. Teniendo en cuenta las evidencias bioquímicas del efecto fitotóxico de la FBI en tejidos de plántulas de maíz, esta micotoxina incrementaría la capacidad de F. vediállioides para producir enfermedad, al interferir con funciones específicas de la célula hospedera y, promover la colonización del microorganismo en el tejido vegetal. De acuerdo a los resultados de los estudios realizados en este trabajo de tesis, FBI es un factor de fitopatogenicidad de E verticillioides en maíz. Fusatium verticillioides is the major pathogen of maize (Zea mays) worldwide causing significant yield and economic losses. The hemibiotrophic fungus can infect the plant through the seed. The infection can start from fungal conidia or mycelia that are carried inside the seeds, develop inside the young plant, and induce diseases such as root rot, stalk rot, wilting and lodging. E verticillioides can produce fumonisin B1 (FB1) that cause a potential health risk when contaminated grain is consumed in human and animal food products. The aim of this thesis was to evaluate another important aspect of the biology of FB1: their potential role as pathogenicity factor of E verticillioides in maize. In this study, the different parameters were analyzed in seedlings from maize seeds of resistant (RH) and susceptible (SH) hybrids inoculated with a toxicogenic strain of E verticillioides RC 2024 (infection system) or watered with 1 and 20 ppm solutions of fumonisins (toxicity system) at 7, 14 and 21 days after planting (dap). FB1 displayed lesions similar to those seen in E verticillioides seedling disease. However, varying responses according fumonisin concentration were recorded. In the case of a low dose (1 ppm), the toxin caused initial reduction in biomass in both hybrids, resulting in the restore of the vegetative growth parameters at 21 dap. According to the results, the detoxification/excretion processes could be a strategy for the host to achieve the compensatory response. On the other hand, detoxification process could not be effective at levels of 20 ppm, affecting the developmental timing of the seedlings; inducing probably an early senescence in maize. The disease symptoms caused by E verticillioides could be related, at least in part, with lipid changes observed in the plant due to FB1 exposure. In resistant seedling, specifically in root, the high accumulation of sphingoid bases mainly by sphinganine, could activate signaling pathways that lead to induce cell death, which with the salicylic acid increase, determine a phenotypically resistant defense response. On the other hand, in SH, FB1 may induce mainly high levels of phytosphingosine, the increase may not be operating in the signaling pathway leading to cell death and these effects with the participation of abscisic acid as a negative regulator of the resistance, help to address a response profile of pathogenesis susceptibility. Considering the biochemical evidence of the phytotoxic•effect of FBI in tissues of maize seedlings, this mycotoxin may increase the ability of E verticillioides to cause disease by interfering with specific functions of the host cell and promoting the colonization of the microorganism in the plant tissue. According to the results of the studies in this thesis, FBI is a phytopathogenicity factor of E verticillioides in maize. |
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| Item Description: | Trabajo realizado en: Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigación en Bioquímica Clínica e Inmunología (CIBICI). |
| Physical Description: | X, 103 p. : il. col. ; 30 cm. + 1 Archivo PDF : [recurso electrónico], 4,87 MB |
| Audience: | Director de tesis: Dr. Héctor Ramón Rubinstein. Comisión de tesis: Dres. José Luis Cabrera, Martín G. Theumer, Dra. María Elena Álvarez. Evaluador externo: Dra. Lilia Cavaglieri |