Los plátanos y bananos (Musa spp.) son una fuente importarte de alimento para la población y de ingresos para muchos países en desarrollo. El rayado negro de la hoja, causado por el hongo hemibiotrófico Pseudocercospora fijiensis (Morelet) Deighton, es una de las enfermedades más importantes en Musa spp., que puede resultar en pérdidas significativas de los rendimientos. P. fijiensis es una especie que produce estrías foliares y reduce considerablemente el área foliar fotosintéticamente activa (Churchill, 2011).
En los estudios de la interacción Musa spp.-P. fijiensis se empleó el cultivar susceptible ‘Grande naine’ (Musa AAA) (interacción compatible) y el cultivar resistente ‘Calcutta 4’ (Musa AA) (interacción incompatible). En ambas interacciones se obtuvieron bibliotecas de cDNA mediante hibridación sustractiva por supresión (SSH) para aislar genes diferencialmente expresados durante estadios tempranos (Mendoza-Rodríguez et al., 2006) y tardíos del ciclo infectivo (Portal et al., 2011).
A partir de la interacción compatible se aislaron genes que codifican para proteínas con actividad antifúngica principalmente contra la membrana del hongo como son las GDSL-similar a lipasa/hidrolasa, proteína de transferencia de lípidos (LTP tipo 1), osmotina y PR4, junto a otras proteínas relacionadas con la patogenicidad (PR), involucradas en la respuesta de la planta contra P. fijiensis. Se encontraron genes que codifican para proteínas relacionadas con la detoxificación de compuestos tóxicos como la glutatión S-transferasa, y miembros de la ruta de síntesis de los fenilpropanoides (Portal et al., 2011).
También, fue posible identificar genes que codifican para el factor de transcripción NAC, la ACC oxidasa en la síntesis del etileno y la activación del ácido jasmónico a través de la enzima de ácido jasmónico-amido sintetasa (JAR-1), que están involucrados en la resistencia de la planta mediada por hormonas. El papel del ácido jasmónico y el etileno en la interacción Musa spp.-P. fijiensis ha sido recientemente informado en estadios tempranos de la infección de P. fijiensis en el cultivar ‘Calcutta 4’ (Rodriguez et al., 2020).
Entre todos los genes aislados se identificó un gen del hongo que codifica para la enzima UDP-glucosa pirofosforilasa (UGPasa), la cual cataliza la formación de UDP-glucosa, metabolito clave en el metabolismo de los carbohidratos (Ratnakumar y Tunnacliffe, 2006).
La expresión diferencial de los genes cinamato 4 hidroxilasa (C4h), Jar1, ACC oxidasa, Pr4, osmotina y la GDSL lipasa fue comprobada por PCR cuantitativo, lo que demostró la inducción tardía (30-37 días posteriores a la inoculación) de estos genes de Musa en la interacción compatible, lo que coincide con el estadio necrotrófico del hongo. Para el caso del gen del hongo UGPasa se produjo una regulación negativa de su expresión.
Por otro lado, el estudio de la interacción incompatible a partir de la infección del cultivar ‘Calcutta 4’ permitió encontrar genes que fueron clasificados en once categorías funcionales (Figura 1).
A partir de estudios por PCR cuantitativo en la interacción ‘Calcutta 4’-P. fijiensis se demostró la activación de los genes que codificaron para la subunidad N del centro de reacción del fotosistema I (PsI) y S-adenosilmetionina sintetasa (SAMS) y los relacionados con el estrés oxidativo metalotionina tipo-3 (Mt) y tioredoxina tipo f (Trx). Los cambios en la expresión de los genes relacionados con este proceso Redox en un estadio temprano de la infección con P. fijiensis, aseguraron la presencia de niveles de ROS (del inglés Reactive Oxygen Species) para desencadenar una respuesta de defensa efectiva, lo cual se corroboró con la máxima acumulación de O2 - y el aumento de la actividad peroxidasa obtenida durante la interacción incompatible. Sin embargo, en la interacción compatible ‘Grande naine’-P. fijiensis, la inhibición de los genes del metabolismo y la activación del gen Trx relacionado con el estrés oxidativo, al parecer no logran asegurar la resistencia a P. fijiensis en el periodo estudiado de la interacción (Mendoza-Rodríguez, 2018) (Figura 2).
Fue posible constatar diferencias en los niveles máximos de expresión y del tiempo para los genes pertenecientes a la ruta de los fenilpropanoides que codifican para C4h, Chalcona sintasa (Chs) e Isoflavona reductasa (Irl), en plantas del cultivar resistente ‘Calcutta 4’ con respecto al susceptible ‘Grande naine’, en un estadio temprano de la infección con P. fijiensis. La mayor magnitud de la respuesta observada en ‘Calcutta 4’ podría sugerir el papel de la ruta en la respuesta defensiva en Musa spp.
Los contrastantes de los perfiles de expresión de genes obtenidos en las plantas de ‘Calcutta 4’ con respecto a las plantas de ‘Grande naine’ infectadas con P. fijiensis exponen la importancia de la detección temprana de la respuesta de defensa en Musa spp. Esta información contribuye a la comprensión molecular de la interacción Musa spp.-P. fijiensis, que es un aspecto fundamental para el desarrollo de estrategias de mejoramiento y manejo de la enfermedad