10th International Scientific Conference on Agricultural Development and Sustainability

16th Symposium of Plant Protection

Characterization of molecular mechanisms of the pathosystem ‘Grande’ naine'-Pseudocercospora fijiensis in early stages of the interaction

Abstract

Problematic: Black Sigatoka, caused by the ascomycete Pseudocercospora fijiensis (Morelet) Deighton, is the most devastating foliar disease affecting Musa spp. The study of the molecular basis governing the infection process in the 'Grande naine'-P. fijiensis pathosystem can increase the knowledge of factors that determine the development of the disease and provide prospects for possible targets for genetic improvement of the plants. Aim: To characterize molecular mechanisms of the 'Grande naine'-P. fijinesis pathosystem under semi-controlled conditions. Methodology: Bioinformatics tools were used for the determination and analysis of candidate effectors of P. fijiensis. The effect of jasmonic acid (JA), ethephon (ET), benzothiadiazole, as well as inhibitors of the JA (salicylhydroxyaminic acid) and ET (aminooxyacetic acid) biosynthesis pathway, on the defense response of the cultivar 'Grande naine' artificially inoculated with P. fijiensis was evaluated. Results and discussion: Candidate effectors of P. fijiensis, as well as their possible functions, were determined, taking into account structural features of these molecules. Exogenous application of JA was found to improve the defense response of the susceptible cultivar 'Grande naine' against black Sigatoka, but requires that the ethylene pathway be activated. Conclusions: The results achieved allowed the proposal of a theoretical model related to the plant defense response to infection with P. fijiensis and increased knowledge about the molecular bases in early stages of the interaction under semi-controlled conditions.

Resumen

Problemática: La Sigatoka negra, causada por Pseudocercospora fijiensis (Morelet) Deighton, constituye la enfermedad foliar más devastadora que afecta al género Musa. El estudio de las bases moleculares que rigen el proceso de infección, en el patosistema ‘Grande naine’-P. fijinesis, puede aumentar los conocimientos sobre factores que determinan el desarrollo de la enfermedad y proveer perspectivas de posibles blanco para el mejoramiento genético de las plantas. Objetivo: Caracterizar mecanismos moleculares del patosistema ‘Grande naine’-P. fijinesis en condiciones semicontroladas. Metodología: Se emplearon herramientas bioinformáticas para la determinación y análisis de candidatos a efectores de P. fijiensis. Se evaluó el efecto del ácido jasmónico (JA), etefón (ET), benzotiadiazol, así como de los inhibidores de la ruta de biosíntesis del JA (el ácido salicilhidroxiaminico) y del ET (el ácido aminooxiacético), en la respuesta de defensa del cultivar ‘Grande naine’ inoculado de forma artificial con P. fijiensis. Resultados y discusión: Se determinaron candidatos a efectores de P. fijiensis, así como sus posibles funciones, teniendo en cuenta características estructurales de estas moléculas. Se comprobó que la aplicación exógena de JA mejora la respuesta de defensa del cultivar ‘Grande naine’ frente a la Sigatoka negra, pero requiere que la ruta del etileno este activada. Conclusiones: Los resultados alcanzados permitieron la propuesta de un modelo teórico sobre elementos relacionados con la respuesta de defensa de las plantas ante la infección con P. fijiensis y profundizar sobre las bases moleculares en estadios tempranos de la interacción en condiciones semicontroladas.