Figura 1:Imágenes de microscopía electrónica de transmisión (TEM) de hojas susceptibles de R108-1 3 días después de la inoculación con M. pinodes. (A) Hifas de infección (flechas) que parecen vesículas de infección formadas en la pared celular de la célula epidérmica adaxial (ep). Apresorio (Ap). Bar =5 µm. (B) Epidermis adaxial y células mesófilas (me) invadidas por hifas. Los orgánulos de la célula huésped se degradaron. Bar =20 µm. (C) Hifas extensas en células epidérmicas abaxiales. Bar =20 µm. Crédito:Universidad de Okayama
Ascochyta (Mycosphaerella) tizón del guisante, causada por Mycosphaerella pinodes, es una de las enfermedades más importantes de las leguminosas de grano a nivel mundial. A pesar del impacto económico y numerosos estudios sobre esta enfermedad, poco se sabe sobre las características citológicas durante la infección, especialmente en interacciones resistentes. Una razón es la falta de cultivares resistentes de guisantes, así como los recursos disponibles en la colección de germoplasma de Pisum con fuerte resistencia a esta enfermedad.
Kazuhiro Toyoda y sus colegas de la Universidad de Okayama examinaron la histología y la ultraestructura de los primeros eventos de infección y el desarrollo de hongos. incluyendo la penetración por apresorios, crecimiento vegetativo de las hifas de infección y respuestas del huésped, utilizando un modelo de patosistema desarrollado recientemente que involucra Medicago truncatula y M. pinodes cepa OMP-1 (Toyoda et al., 2013).
En el ecotipo susceptible R108-1, las picnosporas germinaron y crecieron sobre la superficie de la epidermis, luego formó una apresoría y penetró la cutícula. Debajo de la cutícula, la clavija de infección se expandió en una hifa que creció dentro de la pared externa de la epidermis. Después, las hifas penetraron dentro de las células del mesófilo y proliferaron vigorosamente, eventualmente formando cuerpos fructíferos asexuales (picnidios) (Fig. 1).
A diferencia de, la penetración exitosa y el subsecuente crecimiento de las hifas de infección fueron considerablemente restringidas en el ecotipo Caliph (Fig. 2). Curiosamente, hifas aberrantes como hifas intrahifas e hifas muertas, debido a una defensa local provocada por el hongo, eran abundantes en Caliph pero no en R108-1. Detectado por su reacción con cloruro de cerio (CeCl3) para generar perhidróxidos de cerio densos en electrones en micrografías electrónicas de transmisión, peróxido de hidrógeno (H2O2) acumulado en células epidérmicas y mesófilas de Caliph desafiadas con picnosporas de M. pinodes. Esta localización intracelular se confirmó mediante espectroscopia de rayos X de dispersión de energía (EDX) (Fig. 3). Por tanto, estas observaciones indican que la reacción de explosión oxidativa que conduce a la generación de especies reactivas de oxígeno está asociada con una respuesta de defensa local del huésped en Caliph, ya que no se detectó una acumulación clara de H2O2 en el R108-1 susceptible.
Figura 2:Imágenes TEM de hojas de Califa resistentes a los 3 días después de la inoculación con M. pinodes. (A) La vesícula de infección (V) emergió de la punta de un apresorio (Ap) a las paredes celulares entre la célula protectora (gc) y la célula epidérmica (ep), e hifas de infección extendidas a la célula epidérmica (ep). Bar =5 µm. (B) Hifas aberrantes en la célula epidérmica; hifas intrahifas (iHh) e hifas muertas (Dh). Bar =2 µm. (C) La epidermis invadida por hifas y células mesófilas adyacentes se había encogido. Bar =20 µm. (D) Las células del mesófilo en contacto con las hifas se habían encogido. Bar =10 µm. Crédito:Universidad de Okayama
Los investigadores concluyen que las aberraciones estructurales son probablemente mecanismos comunes de los hongos para la protección de un ambiente hostil en un huésped resistente a través del encerramiento de otra hifa. Las diferencias estructurales entre las interacciones susceptibles y resistentes, así como las respuestas del huésped, ayudarán a comprender mejor la patogénesis del hongo en el guisante. proporcionando así información sobre el mejoramiento de los cultivares resistentes de guisante.
Figura 3:Imágenes TEM de hojas de Califa resistentes a los 3 días después de la inoculación con M. pinodes. (A) La vesícula de infección (V) emergió de la punta de un apresorio (Ap) a las paredes celulares entre la célula protectora (gc) y la célula epidérmica (ep), e hifas de infección extendidas a la célula epidérmica (ep). Bar =5 µm. (B) Hifas aberrantes en la célula epidérmica; hifas intrahifas (iHh) e hifas muertas (Dh). Bar =2 µm. (C) La epidermis invadida por hifas y células mesófilas adyacentes se había encogido. Bar =20 µm. (D) Las células del mesófilo en contacto con las hifas se habían encogido. Bar =10 µm. Crédito:Universidad de Okayama
