Aislamiento, caracterización y análisis funcional de genes que codifican proteínas de choque térmico en trichoderma spp

Resumen

El género Trichoderma incluye especies utilizadas habitualmente como agentes de control biológico en agricultura debido a su capacidad para antagonizar con otros hongos. Las propiedades antifúngicas de Trichoderma se han relacionado con diferentes mecanismos de acción como la producción de antibióticos y/o enzimas hidrolíticas o la competencia por los nutrientes. Además, Trichoderma es capaz de inducir resistencia a estreses bióticos y abióticos en plantas y de promover el crecimiento y desarrollo de las mismas. La capacidad de algunas especies de Trichoderma para superar las condiciones ambientales adversas facilita su presencia en diversas localizaciones geográficas, desde los países caribeños hasta la Antártida. Debido a su ubicuidad y a la rápida colonización de suelos, este organismo se utiliza como agente de control biológico en agricultura y su sistema enzimático se utiliza ampliamente en la industria. Dentro de este género, Trichoderma harzianum y Trichoderma virens son las especies más citadas como agentes activos en numerosos biopesticidas y fertilizantes. Por tanto, el aislamiento de genes de este agente de control biológico y su posterior introducción en el genoma de las plantas podría suponer un incremento en la resistencia de éstas a los estreses bióticos y abióticos. Todos los organismos responden a las temperaturas extremas modificando su maquinaria de transcripción y traducción para activar la síntesis de las proteínas de choque térmico (HSPs). En trabajos previos se ha demostrado que las HSPs actúan como chaperones moleculares interviniendo en el correcto plegamiento de las proteínas, y también se han relacionado con la reactivación y degradación de las proteínas dañadas, y con la adquisición de termotolerancia y resistencia a estreses oxidativos, osmóticos y a metales pesados. La síntesis de HSPs ha sido ampliamente estudiada en levaduras, hongos filamentosos, plantas y animales. Estas proteínas se clasifican en base a su peso molecular en HSP100, HSP90, HSP70, HSP60 y HSP de bajo peso molecular. Dentro del proyecto TrichoEST, un proyecto de genómica funcional de siete especies de Trichoderma y financiado por la Unión Europea, se identificaron las ESTs 1828 y 1880, que mostraron una alta homología con proteínas HSP70 y HSP23 en Trichoderma harzianum T34 y Trichoderma virens T59, respectivamente. En este trabajo se realizó la clonación y caracterización de los genes hsp70 y hsp23 en los agentes de biocontrol T. harzianum T34 y T. virens T59. Además se realizó la sobreexpresión de los mismos en T. harzianum T34, obteniendo transformantes con una mayor resistencia a las temperaturas extremas. Con el fin de incrementar la resistencia de las plantas al calor el gen hsp70 de T. harzianum T34 se introdujo en Arabidopsis thaliana. Las plantas transgénicas obtenidas mostraron una mayor resistencia tanto a las temperaturas extremas como a los estreses oxidativos, salinos u osmóticos.