Caracterización poblacional, transcriptómica y análisis funcional de Phytophthora infestans en Argentina para la incorporación de resistencia al tizón tardío de la papa

• Autores: Juárez, Marcelo Ezequiel
• Año de publicación: 2025
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Segretin, María Eugenia
• Materia: PHYTOPHTHORA INFESTANS; SOLANUM TUBEROSUM; EFECTORES; EFECTORES; GENOMICA; TRANSCRIPTOMICA; TRANSCRIPTOMICA; NICOTIANA BENTHAMIANA; GENES R; INMUNIDAD; FITOPATOLOGIA; CULTIVOS; PHYTOPHTHORA INFESTANS; SOLANUM TUBEROSUM; EFFECTORS; GENOMICS; TRANSCRIPTOMICS; NICOTIANA BENTHAMIANA; R GENE; IMMUNITY; PLANT PATHOLOGY; CROP PROTECTION
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

La papa (Solanum tuberosum) es un cultivo clave para la alimentación humana, y Argentina es el tercer productor de América Latina. Sin embargo, el tizón tardío, causado por Phytophthora infestans, afecta severamente su producción. Las variedades más cultivadas en Argentina, como Spunta y Kennebec, son susceptibles a este patógeno, por lo que su control depende del uso de fungicidas preventivos. Para desarrollar estrategias de control más sustentables, es clave la incorporación de genes de resistencia (R) en programas de mejoramiento, lo que requiere una caracterización detallada del patógeno en la región. Este trabajo caracteriza aislamientos argentinos de P. infestans obtenidos entre 2019 y 2021 mediante microsatélites y secuenciación de amplicones. Se compararon con aislamientos de otros países, confirmando que todos pertenecen al genotipo EU_2_A1. Se secuenció el genoma de un aislamiento representativo, PiNSL-19, determinando su triploidía y la pérdida de 17 genes efectores, incluido AVR1, que es reconocido por el único gen de resistencia presente en Spunta y Kennebec (R1). Se identificaron polimorfismos en otros efectores relevantes para el reconocimiento por genes R. Mediante transcriptómica, se analizó la expresión de genes efectores en planta a 0, 24, 48 y 72 h post-inoculación en Spunta, evidenciando patrones de expresión diferencial. Finalmente, ensayos en Nicotiana benthamiana transgénica con genes R mostraron una fuerte respuesta inmune en líneas con Rpi-amr1, Rpi-amr3 y Rpi-blb2. Estos resultados constituyen la primera caracterización genómica y transcriptómica de un aislamiento de P. infestans en Argentina, proporcionando información clave para el mejoramiento genético y el control de la enfermedad en el país.
Potato (Solanum tuberosum) is a key crop for human consumption, with Argentina being the third-largest producer in Latin America. However, late blight, caused by Phytophthora infestans, severely affects its production. The most widely cultivated varieties in Argentina, such as Spunta and Kennebec, are susceptible to this pathogen, making disease control reliant on preventive fungicide applications. To develop more sustainable control strategies, incorporating resistance (R) genes into breeding programs is essential, which requires a detailed characterization of the pathogen in the region. This study characterizes Argentine P. infestans isolates collected between 2019 and 2021 using microsatellites and amplicon sequencing. These were compared with isolates from other countries, confirming that all belong to the EU_2_A1 genotype. The genome of a representative isolate, PiNSL-19, was sequenced, revealing its triploidy and the loss of 17 effector genes, including AVR1, which is recognized by the only resistance gene present in Spunta and Kennebec (R1). Polymorphisms were also identified in other effectors relevant for recognition by R genes. Through transcriptomics, we analyzed effector gene expression in planta at 0, 24, 48, and 72 hours post-inoculation in Spunta, revealing differential expression patterns. Finally, infection assays in transgenic Nicotiana benthamiana plants carrying R genes showed a strong immune response in lines with Rpi-amr1, Rpi-amr3, and Rpi-blb2. These results provide the first genomic and transcriptomic characterization of a P. infestans isolate from Argentina, offering crucial insights for genetic improvement and disease control in the country.
Fil: Juárez, Marcelo Ezequiel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.