Resistance to citrus canker induced by a variant of Xanthomonas citri ssp. citri is associated with a hypersensitive cell death response involving autophagy-associated vacuolar pro...

Authors
Roeschlin, Roxana Andrea; Favaro, María Alejandra; Chiesa, Maria Amalia; Alemano, Sergio Gabriel; Vojnov, Adrián Alberto; Castagnaro, Atilio Pedro; Filippone, María Paula; Gmitter, Frederick G.; Gadea, José; Marano, María Rosa
Publication Year
2017
Language
English
Format
article
Status
Published version
Description
Xanthomonas citri ssp. citri (X. citri) is the causal agent of Asiatic citrus canker, a disease that seriously affects most commercially important Citrus species worldwide. We have identified previously a natural variant, X. citri AT, that triggers a host-specific defence response in Citrus limon. However, the mechanisms involved in this canker disease resistance are unknown. In this work, the defence response induced by X. citri AT was assessed by transcriptomic, physiological and ultrastructural analyses, and the effects on bacterial biofilm formation were monitored in parallel. We show that X. citri AT triggers a hypersensitive response associated with the interference of biofilm development and arrest of bacterial growth in C. limon. This plant response involves an extensive transcriptional reprogramming, setting in motion cell wall reinforcement, the oxidative burst and the accumulation of salicylic acid (SA) and phenolic compounds. Ultrastructural analyses revealed subcellular changes involving the activation of autophagy-associated vacuolar processes. Our findings show the activation of SA-dependent defence in response to X. citri AT and suggest a coordinated regulation between the SA and flavonoid pathways, which is associated with autophagy mechanisms that control pathogen invasion in C. limon. Furthermore, this defence response protects C. limon plants from disease on subsequent challenges by pathogenic X. citri. This knowledge will allow the rational exploitation of the plant immune system as a biotechnological approach for the management of the disease.
Fil: Roeschlin, Roxana Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentina
Fil: Favaro, María Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentina
Fil: Chiesa, Maria Amalia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentina
Fil: Alemano, Sergio Gabriel. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Ciencias Naturales; Argentina
Fil: Vojnov, Adrián Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Ciencia y Tecnología "Dr. César Milstein". Fundación Pablo Cassará. Instituto de Ciencia y Tecnología ; Argentina
Fil: Castagnaro, Atilio Pedro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino. Provincia de Tucumán. Ministerio de Desarrollo Productivo. Estación Experimental Agroindustrial "Obispo Colombres"(p). Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino; Argentina
Fil: Filippone, María Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino. Provincia de Tucumán. Ministerio de Desarrollo Productivo. Estación Experimental Agroindustrial "Obispo Colombres"(p). Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino; Argentina
Fil: Gmitter, Frederick G.. University of Florida; Estados Unidos
Fil: Gadea, José. Consejo Superior de Investigaciones Científicas; España. Universidad de Valencia; España
Fil: Marano, María Rosa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentina
Subject
AUTOPHAGY
BIOFILM FORMATION
BIOLOGICAL CONTROL
CITRUS CANKER RESISTANCE
HYPERSENSITIVE RESPONSE
SALICYLIC ACID
SECONDARY METABOLITES
Ciencias de las Plantas, Botánica
Ciencias Biológicas
CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS
Access level
Open access
License
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
Repository
CONICET Digital (CONICET)
Institution
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
OAI Identifier
oai:ri.conicet.gov.ar:11336/54186