Caracterización de los mecanismos moleculares asociados a resistencia a fludioxonil en aislados chilenos de Botrytis cinerea

Abstract

La uva de mesa (Vitis vinifera L) es una de las principales especies del rubro frutícola del país y la “pudrición gris”, causada por el hongo Botrytis cinerea (Bc), el principal problema fitopatológico que la afecta. El manejo de esta enfermedad es integrado, considerando labores culturales en el periodo de crecimiento del racimo y control químico preventivo en los periodos críticos de infección (floración y desde envero a cosecha). Sin embargo, este manejo no siempre ha sido del todo satisfactorio, debido principalmente a la gran capacidad que presenta Bc de generar resistencia a los fungicidas. Tal es el caso de la pérdida de sensibilidad detectada a fludioxonil, molécula fungicida clave para el control químico de este patógeno. En base a esto, se han realizado diversos estudios para explicar cuál es el mecanismo que origina este fenómeno. Se ha postulado, que la pérdida de sensibilidad es debido a mutaciones en el gen bos1, el cual codifica la proteína histidina kinasa, proteína importante en la conidiación y patogénesis de Bc, antecedente que podría explicar la baja frecuencia de aislados con pérdida de sensibilidad a fludioxonil detectados en condiciones de campo. Sin embargo, investigaciones realizadas en aislados chilenos de Bc, con pérdida de sensibilidad a fludioxonil, no mostraron alteración en su capacidad formadora de esclerocios y de esporulación, lo cual podría sugerir que la pérdida de sensibilidad a esta molécula estaría asociada a un mecanismo diferente. Algunos autores han relacionado este fenómeno con la sobreexpresión de proteínas de membranas mecanismo conocido como Resistencia Multidroga (MDR). Se ha podido determinar que este mecanismo en Bc se debe a un aumento del nivel de la proteína ABC transportadora AtrB (BcatrB), como consecuencia de la sobreexpresión del gen atrB, sin embargo, el mecanismo de la sobreexpresión de este gen aún permanece incierto. Debido a ello, en esta investigación se analizaron mediante técnicas moleculares 10 aislados sensibles y 22 con pérdida de sensibilidad a fludioxonil. Los resultados mostraron que todos los aislados con pérdida de sensibilidad presentaron mutaciones en el factor de transcripción Mrr1, encargado de regular la expresión de atrB y además un aumento en la expresión de este gen con respecto a los aislados sensibles. Por lo tanto, este resultado indicaría que el mecanismo de pérdida de sensibilidad a fludioxonil en aislados chilenos de Botrytis cinerea se asociaría a alteraciones en Mrr1, aumentando con ello el nivel de expresión de atrB.

Table grape (Vitis vinifera L) is one of the main species of fruit commodities of Chile and gray mold disease caused by Botrytis cinerea (Bc) is the most significant phytopathological threat that affects them. The integral management of this disease considers cultural tasks carried out during the growth of bunch and preventive chemical control treatments during the critical periods of infection (flowering and veraison to harvest). However, this management is not always entirely satisfactory, mainly due to the great capacity of Bc to generate resistance to fungicides. Such is the case of the reduced sensitivity detected to fludioxonil, a key fungicide for the control of this pathogen. Based on this, various studies have been carried out to explain what it is the mechanism that causes this phenomenon. It has been postulated, that the reduced sensitivity is due to mutations in the bos1 gene, which codes for the histidine kinase protein, an important protein in conidiation and pathogenesis in Bc, a background that could explain the low frequency of isolates with reduced sensitivity to fludioxonil detected on the field. However, research conducted on Chilean Bc isolates, with reduced sensitivity to fludioxonil, shows that its sclerotia-forming capacity and sporulation is not altered, which could suggest that reduced sensitivity to this molecule, in these isolates, would be associated with a different mechanism. Some authors have linked this phenomenon with Multidrug Resistance (MDR) mechanism. It has been possible to determine that this mechanism in Bc is due to an increase in the level of the ABC transporter AtrB protein (BcatrB), as a consequence of the overexpression of the atrB gene. However, the mechanism of the overexpression of this gene remains uncertain. Due to this, in this investigation, 10 sensitive isolates and 22 with reduced sensitivity to fludioxonil were analyzed using molecular techniques. The results showed that all the isolates with reduced sensitivity to fludioxonil presented mutations in the Mrr1 transcription factor, responsible for regulating the expression of atrB, and also an increase in the level of expression of this gene with respect to the sensitive isolates. Therefore, this result would indicate that the mechanism of reduced sensitivity to fludioxonil in Chilean isolates of Botrytis cinerea would be associated with alterations in Mrr1, thereby increasing the expression level of atrB.