Efectos de parámetros ambientales en interacciones compatibles entre plantas y virus de RNA y su relación con los supresores de silenciamiento virales y sus propiedades

Abstract

La presente memoria de investigación presenta y discute los resultados de trabajos que estudian, por un lado, los efectos de dos factores ambientales, la temperatura y los niveles de CO2 en infecciones compatibles de plantas por virus de RNA de polaridad positiva, y también en el silenciamiento antiviral y en su supresión por factores virales. Y por otro lado estudia las propiedades del supresor de silenciamiento viral HCPro del Virus Y de la patata (Potato virus Y, PVY), mediante aproximaciones de biología celular y molecular. Para estudiar cómo incrementos en los valores de estos factores ambientales pueden afectar a las infecciones virales de plantas se estudió su efecto por separado en la infección de la planta Nicotiana benthamiana por varios de estos virus: el Virus del mosaico del pepino (Cucumber mosaic virus, CMV), PVY, y un vector de expresión derivado del Virus X de la patata (Potato virus X, PVX) vacio, o expresando los supresores de silenciamiento de PVY o de CMV, HCPro y la proteína 2b, respectivamente. En condiciones de elevada temperatura (30 ºC) o de elevados niveles de CO2 (970 partes por millón, ppm) se analizaron la acumulación viral sistémica, los síntomas de infección, y la actividad de los supresores de silenciamiento de estos virus, comparándolos con los obtenidos en las condiciones “normales” de 25 ºC y 401 ppm de CO2...This Research Report presents and discusses results obtained in work that on the one hand studies effects that the environmental factors temperature and ambient CO2 levels cause on compatible infections of plants by positive-sense RNA viruses and also on the antiviral silencing defense and its suppression by viral factors. And on the other hand, studies the properties of the viral suppressor of silencing HCPro from Potato virus Y (PVY), using cell and molecular biology experimental approaches. To study how increases in the values of those two environmental factors could affect viral infections of plants we addressed each separately in infections of the host Nicotiana benthamiana by several viruses: Cucumber mosaic virus (CMV), PVY, and a viral expression vector derived from Potato virus X (PVX) either empty, or expressing the suppressors of silencing of PVY or CMV, HCPro and 2b protein, respectively. Systemic viral accumulation levels, infection symptoms, and the activities of the viral suppressors were analyzed under elevated temperature conditions (30 ºC) or under elevated ambient levels of CO2 (970 parts per million, ppm) and were compared to those found at the “normal” conditions of 25 ºC and 401 ppm levels of CO2. At 30 °C the accumulation of PVY and those of the three PVX constructs roughly halved. The severity of symptoms was also much reduced in infections by PVY and symptoms were even absent in plants infected with any of the PVX-derived constructs. By contrast, neither viral accumulation nor its associated symptoms were affected by the elevated temperature in CMV infections...