Role of plant miRNAs in disease resistance

Las plantas han desarrollado un potente sistema inmune para defenderse de la infección por patógenos. Este sistema requiere una delicada regulación de la expresión de genes codificantes para proteínas antimicrobianas y de señalización, factores de transcripción y proteínas de regulación hormonal. La regulación transcripcional es esencial para una adecuada defensa, pero también se ha demostrado el papel fundamental de los pequeños RNAs en la regulación post-transcripcional. Los microRNAs (miRNAs) son pequeños RNA no codificantes, reguladores de la expresión génica a nivel post-transcripcional. Su funcionamiento está basado en la degradación o represión de la traducción de sus tránscritos diana. La función reguladora de los miRNAs en el desarrollo de plantas ha sido ampliamente estudiada, sin embargo, la información sobre el papel de los miRNAs en la respuesta de defensa frente a patógenos está más limitada. 
\nEsta tesis comprende el estudio de miRNAs en la inmunidad de plantas. El trabajo ha sido desarrollado en arroz (Capítulo I y Capítulo II) y Arabidopsis (Capítulo III), siendo modelos para estudios de genómica funcional en plantas monocotiledóneas y dicotiledóneas.
\nEl Capítulo I describe la funcionalidad de un miRNA policistrónico en la interacción con el hongo patógeno Magnaporthe oryzae. Este hongo es el responsable de la piriculariosis, una de las enfermedades del arroz más devastadoras a nivel mundial. La previa identificación de un nuevo miRNA policistrónico (miR166k-166h) nos ha permitido investigar cómo está regulado durante la infección y qué genes están bajo su control. La disponibilidad de una línea transgénica de inserción de T-DNA ha hecho posible demostrar que la activación transcripcional de este miRNA policistrónico confiere resistencia, por lo tanto, funciona como regulador positivo de la inmunidad de las plantas. 
\nEn el Capítulo II se demuestra la importancia de la expresión del gen Dicer-like 1a (DCL1a), implicado en la biogénesis de miRNAs, en la respuesta de defensa frente a M. oryzae. La sobreexpresión de DCL1a desencadena susceptibilidad a este patógeno. Los mecanismos por los cuales la sobreexpresión de DCL1a produce susceptibilidad son diversos, desde la represión de la expresión de genes de defensa y de genes implicados en la síntesis de fitoalexinas diterpenoides, hasta la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS) y la falta de regulación de la expresión de miRNAs. 
\nEn el Capítulo III se describe el papel del miR773 de Arabidopsis en la inmunidad innata. Este miRNA promueve el corte de tránscritos del gen methyltransferase2 (MET2). Cuando la acción del miR773 se ve reprimida por el mecanismo “target mimic” de imitación de diana, las plantas (MIM773) son más resistentes a la infección fúngica (Plectosphaerella cucumerina, Fusarium oxysporum f. sp. conglutinans and Colletotrichum higginsianum). Sin embargo, tanto la sobreexpresión del miR773 como la mutación de met2 confieren susceptibilidad a la infección fúngica. 
\nEn conjunto, los resultados obtenidos en esta tesis doctoral demuestran que los miRNAs y los genes de biogénesis de miRNAs son componentes importantes de las respuestas inmunes frente patógenos, tanto en arroz como en Arabidopsis. Un mejor conocimiento de la función de miRNAs puede ser de utilidad para el diseño de nuevas estrategias para la protección de cultivos.

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