Método para aumentar la resistencia a patógenos en plantas.

Método para mejorar la resistencia a patógenos en las plantas con respecto al nivel que se alcanza por el nivel endógeno del compuesto de señalización en dichas plantas por la sobreexpresión de un receptor RKS proporcionando estas plantas con un constructo génico que comprende una secuencia de ADN que codifica para dicho receptor RKS seleccionado de los genes Arabidopsis de RKS0,

RKS1, RKS2, RKS3. RKS4, RKS5, RKS6, RKS7, RKS8, RKS10, RKS11, RKS12, RKS13 y RKS14 como se describió en WO 2004/007712, o receptores ortólogos de otras plantas

Mïtodo para aumentar la resistencia a patïgenos en plantas Esta invenciïn se relaciona con el campo de las enfermedades de las plantas, mïs especïficamente para mejorar la resistencia de las plantas a los patïgenos, mïs especïficamente para aumentar el mecanismo de resistencia inducida.

INTRODUCCIïN

Cuando las plantas se encuentran con los patïgenos, se activan los mecanismos de resistencia que pueden prevenir la infecciïn, ayudan a la recuperaciïn de la enfermedad y previenen incluso futuras infecciones. Una caracterïstica comïn de la resistencia es que se induce en respuesta a un primer encuentro inicial o ataque por patïgenos.

Recientemente se hizo evidente que las proteïnas de resistencia vegetal cuando se activan mediante la interacciïn con las molïculas inductoras derivadas de patïgenos son capaces de inducir una vïa de transducciïn de seïal. Se ha establecido que algunas interacciones usan al menos en parte, una vïa comïn (Science, 1997, 278, 1963-1965) . En esta publicaciïn se demostrï que se requiere el locus NDR1 para la resistencia al patïgeno bacterianoPseudomonas syringae pv. tomato y que se induce por el hongo patïgeno Peronospora parasitica. Del mismo modo Parker, J.E. y otros (The Plant Cell, 1996, 8, 2033-2046) demostraron que el producto codificado por el locus EDS1 en Arabidopsis thaliana tiene una funciïn clave ademïs en la vïa de transducciïn de seïal despuïs de la infecciïn con Peronospora parasitica, pero no despuïs de la infecciïn con Pseudomorcass syringae pv glycinae.

Muchos grupos de investigaciïn diferentes introdujeron genes que codifican para tales molïculas sensoras o receptoras de inducciïn en plantas para hacer que estas plantas transformadas resistan a la infecciïn por patïgenos. Generalmente, estos receptores de inducciïn sïlo son capaces de reconocer un patïgeno, o incluso una cepa virulenta de una especie de patïgenos. Ademïs, el patïgeno puede adaptarse rïpida y fïcilmente a esa forma de presiïn por selecciïn y pequeïas modificaciones de la molïcula de inducciïn que prueban ser suficientes para hacer a la planta incapaz de reconocer el patïgeno. Aunque hay es un gran nïmero de posibles molïculas sensores, el nïmero de genes implicados en la transmisiïn de la seïal es muy pequeïa, y consiste de proteïnas evolutivamente conservadas.

Niveles mïs amplios de percepciïn y de las respuestas de resistencia a enfermedades de amplio espectro estïn mediadas por la percepciïn de las molïculas de patïgenos, que se conservan en una gran variedad de patïgenos. Estos patrones moleculares asociados a patïgenos (PAMP) se reconocen por los receptores de la planta, como el receptor del pïptido flagelina FLS2 (Mol Cell., 2000, 5, 1003-1011) , o el receptor para el factor de elongaciïn Tu (The Plant Cell, 2004, 16, 3496-3507) .

Las seïales intracelulares de advertencia transmitidas por los receptores de inducciïn proporcionan un objetivo adecuado para la manipulaciïn de la resistencia basal (Trends in Genetics, 2000, 16, 449-450) . Las cascadas de seïalizaciïn intracelular en el sitio de invasiïn primaria son similares y conservadas en la mayorïa de las especies de planta. La modulaciïn de la seïalizaciïn basal en las plantas transgïnicas a un nivel superior (ver WO99/45129) resultï en un nivel de resistencia basal inducida.

La activaciïn continua de la seïal de defensa primaria parece por lo tanto la estrategia de elecciïn para aumentar la resistencia en la primera barrera de defensa. Sin embargo, la sobreestimulaciïn constante de ese nivel de resistencia no es deseable debido a los costos de eficacia biolïgica implicados (Trends in Plant Science, 2002, 7, 61-67) .

La segunda barrera de resistencia se proporciona por un proceso de respuestas de resistencia inducida (IR) a lo largo de toda la planta. Esta barrera de defensa es esencial en la lucha contra los patïgenos. Puede dividirse en apenas dos procesos diferentes:

(a) la liberaciïn de las seïales de alarma desde el sitio primario de la infecciïn y la propagaciïn sistïmica de las seïales a lo largo de toda la planta;

(b) la percepciïn de estas seïales en los diferentes ïrganos y la activaciïn de la resistencia inducida (IR) .

La percepciïn de las seïales de alarma y el procesamiento corriente abajo que produce la resistencia activada son procesos que pueden ser diferentes entre las diversas seïales de alarma.

Desde hace mucho tiempo el ïcido salicïlico (SA) ha sido reconocido como una de las principales seïales de alarma. Tambiïn actïa como una hormona implicada en los procesos de desarrollo de la planta como la senescencia y termogïnesis (Plant Physiol., 1992, 99, 799-803; Science, 1987, 237, 1601-1602; PNAS, 1989, 86, 2214-2218) . En el campo de la medicina animal desde hace mucho tiempo se ha usado el ïcido salicïlico (y sus derivados) contra la fiebre inducida por la inflamaciïn. Las temperaturas en aumento del cuerpo humano pueden reducirse aplicando el ïcido salicïlico que media su efecto a travïs de COX2, una ciclo-oxigenasa. El vïnculo entre la resistencia en la inflamaciïn y

la enfermedad, tanto en los sistemas de animales (Journal of Endocrinology, 2003, 178, 1-4) como en los sistemas de plantas es mediado por la actividad de COX2. COX2 tiene homïlogos claros en el reino vegetal, como Piox en el tabaco (The Plant Cell, 1998, 10, 1523-1537) , o pCa- COX1 de la pimienta, cuyo patrïn de expresiïn se induce fuerte y rïpidamente despuïs de la invasiïn de patïgenos (J. Exp. Botany, 2002, 53, 383-385) . Definimos en la presente los homïlogos vegetales de los homïlogos de la ciclooxigenasa como molïculas de percepciïn (receptores) del salicïlico ïcido. La uniïn de SA a la ciclooxigenasa resulta en la modificaciïn de su actividad enzimïtica, lo que resulta en cambios en los procesos (lïpidos) intracelulares que finalmente resultan en la inducciïn de la resistencia mediada por SA dentro de la planta.

Otra molïcula implicada en la mediaciïn de la respuesta SA hacia la resistencia en las plantas es SABP2. SABP2 une al ïcido salicïlico con alta afinidad (PNAS, 2003, 100, 16101-16106) . La actividad enzimïtica hidrolasa de SABP2 se modifica de ese modo, resultando en cambios en los procesos de lïpidos intracelulares que resultan finalmente en la inducciïn de de la resistencia de la planta mediada por SA . Se conociï recientemente que SABP2 es una esterasa de metilo que modifica MeSA en SA activando SAR y que SA inhibe esta reacciïn en un circuito de realimentaciïn (PNAS, 2005, 102, 1773-1778) . Por lo tanto, esta molïcula es probablemente mal definida como receptor.

El receptor de brasinoesteroide BRI1 (BRasinoesteroide Insensible 1) es un receptor quinasa transmembrana LRR (que contiene repeticiones ricas en leucina) (Cell, 1997, 90, 929-938) . Pertenece a una familia pequeïa en Arabidopsis que comprende: BRI1 (At4g39400) ; BRL1 (At1g55610) , BRL2 (At2g01950) y BRL3 (At3g13380) (Development, 2004, 131, 5341-5351) . BRI1 y homïlogos no sïlo estïn directamente implicados en la percepciïn de esteroides (Nature 2005, 433, 167-171) , sino tambiïn que se unen con alta afinidad a la sistemina (homolïga a la pro-sistemina de Arabidopsis: At2g22940) , una hormona peptïdica implicada en la seïalizaciïn sistïmica de las respuestas de resistencia (PNAS, 2002, 99, 9090-9092) . Las vïas intracelulares corriente abajo para la seïalizaciïn de esteroide de plantase describieron (Bioassays, 2001, 23, 1028-1036; Trends in Plant Science, 2004, 9, 91-95) .

Otra familia de receptores implicada en la percepciïn de brasinoesteroides se define por los productos gïnicos de RKS (receptor SERK tipo quinasa; Development, 1997, 124, 2049-2062) (documento WO 04/007712) . Estos productos gïnicos RKS estïn implicados tambiïn en la seïalizaciïn mediada por brasinoesteroides en las plantas y parecen formar complejos con los receptores tipo BRI1 (The Plant Cell, 2004, 16, 3216-3229; Cell, 2002, 110, 213-222;Cell, 2002, 110, 203-212) . Estïn implicados tambiïn en la uniïn de los ligandos peptïdicos extracelulares, representados por los ligandos peptïdicos candidatos como los productos gïnicos de 14Arabidopsis GASA (Arabidopsis estimulada con ïcido giberïlico; Plant Mol Biol., 1995, 27, 743-752) que se postularon para unirse directamente a los productos gïnicos 14Arabidopsis RKS (WO 04/007712) . Las proteïnas GASA contienen un bolsillo en su estructura que se postula que estï implicado en la uniïn de los brasinoesteroides con alta afinidad. Los ligandos peptïdicos GASA pueden actuar por lo tanto como intermedios entre los dïmeros RKS/BRI y la molïcula de brasinoesteroide. El complejo de dimerizaciïn entre RKS y otros receptores como BRI1 es un complejo de la membrana... [Seguir leyendo]

1. Mïtodo para mejorar la resistencia a patïgenos en las plantas con respecto al nivel que se alcanza por el nivel endïgeno del compuesto de seïalizaciïn en dichas plantas por la sobreexpresiïn de un receptor RKS

proporcionando estas plantas con un constructo gïnico que comprende una secuencia de ADN que codifica para dicho receptor RKS seleccionado de los genes Arabidopsis de RKS0, RKS1, RKS2, RKS3. RKS4, RKS5, RKS6, RKS7, RKS8, RKS10, RKS11, RKS12, RKS13 y RKS14 como se describiï en WO 2004/007712, o receptores ortïlogos de otras plantas.

2. Mïtodo de acuerdo con la reivindicaciïn 1, que aumenta por cïlula el nïmero de molïculas de receptor.

3. Mïtodo de acuerdo con la reivindicaciïn 1 o 2 en donde la secuencia de ADN que codifica para el receptor estï bajo el control de un receptor especïfico de tejido o desarrollo o un promotor regulable (inducible) .

4. Mïtodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en donde el receptor se escoge del grupo que consiste de RKS1, RKS4, RKS7 y RKS14.

5. M mïtodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-4 en donde las plantas se proporcionan con el receptor RKS y uno o mïs receptores seleccionados del grupo que consiste del receptor de ïcido jasmïnico (posible codificado por el gen JAI-1) y el receptor de ïcido salicïlico (posiblemente codificado por genes homïlogos COX2 de planta) .

6. Mïtodo de acuerdo con la reivindicaciïn 1, en donde dichas secuencias de ADN codifican para la parte Nterminal (dominio extracelular) de un receptor RKS.

7. Mïtodo de acuerdo con la reivindicaciïn 6, en donde la parte N-terminal se produce por un receptor truncado por la aplicaciïn (endïgenamente o por aplicaciïn externa) de una proteasa extracelular.

8. Mïtodo de acuerdo con la reivindicaciïn 7, en donde dicha proteasa extracelular es una subtilisina.

9. Planta producida por un mïtodo de acuerdo con la reivindicaciïn 6-7 y descendencia de esta en donde dicha descendencia contiene todavïa la sensibilidad aumentada para la resistencia inducida.

10. Mïtodo para inducir resistencia a patïgenos en una planta que se proporciona con un receptor RKS

seleccionado de los genes de Arabidopsis de RKS0, RKS1, RKS2, RKS3. RKS4, RKS5, RKS6, RKS7, RKS8, RKS10, RKS11, RKS12, RKS13 y RKS14 como se describiï en WO 2004/007712, o receptores ortïlogos de otras plantas, mediante el rociado de una planta de este tipo con un brasinoesteroide.