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Root-knot nematodes induce gall formation by recruiting developmental pathways of post-embryonic organogenesis and regeneration to promote transient pluripotency.
Olmo, Rocío; Cabrera, Javier; Díaz-Manzano, Fernando E; Ruiz-Ferrer, Virginia; Barcala, Marta; Ishida, Takashi; García, Alejandra; Andrés, María Fe; Ruiz-Lara, Simón; Verdugo, Isabel; Pernas, Mónica; Fukaki, Hidehiro; Del Pozo, Juan Carlos; Moreno-Risueno, Miguel Ángel; Kyndt, Tina; Gheysen, Godelieve; Fenoll, Carmen; Sawa, Shinichiro; Escobar, Carolina.
Afiliación
  • Olmo R; Facultad de Ciencias Ambientales y Bioquímica, Área de Fisiología Vegetal, Universidad de Castilla-La Mancha, Avda. Carlos III, s/n, 45071, Toledo, Spain.
  • Cabrera J; Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas (CBGP), Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA), Campus de Montegancedo, Pozuelo de Alarcón, 28223, Madrid, Spain.
  • Díaz-Manzano FE; Facultad de Ciencias Ambientales y Bioquímica, Área de Fisiología Vegetal, Universidad de Castilla-La Mancha, Avda. Carlos III, s/n, 45071, Toledo, Spain.
  • Ruiz-Ferrer V; Facultad de Ciencias Ambientales y Bioquímica, Área de Fisiología Vegetal, Universidad de Castilla-La Mancha, Avda. Carlos III, s/n, 45071, Toledo, Spain.
  • Barcala M; Facultad de Ciencias Ambientales y Bioquímica, Área de Fisiología Vegetal, Universidad de Castilla-La Mancha, Avda. Carlos III, s/n, 45071, Toledo, Spain.
  • Ishida T; International Research Organization for Advanced Science and Technology (IROAST), Kumamoto University, Kumamoto, 860-8555, Japan.
  • García A; Facultad de Ciencias Ambientales y Bioquímica, Área de Fisiología Vegetal, Universidad de Castilla-La Mancha, Avda. Carlos III, s/n, 45071, Toledo, Spain.
  • Andrés MF; Protección Vegetal, Instituto de Ciencias Agrarias (ICA, CSIC), Calle de Serrano 115, 28006, Madrid, Spain.
  • Ruiz-Lara S; Laboratorio de Genómica Funcional, Instituto de Ciencias Biológicas, Universidad de Talca, Talca, 3460000, Chile.
  • Verdugo I; Laboratorio de Genómica Funcional, Instituto de Ciencias Biológicas, Universidad de Talca, Talca, 3460000, Chile.
  • Pernas M; Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas (CBGP), Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA), Campus de Montegancedo, Pozuelo de Alarcón, 28223, Madrid, Spain.
  • Fukaki H; Department of Biology, Graduate School of Science, Kobe University, 1-1 Rokkodai, Kobe, 657-8501, Japan.
  • Del Pozo JC; Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas (CBGP), Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA), Campus de Montegancedo, Pozuelo de Alarcón, 28223, Madrid, Spain.
  • Moreno-Risueno MÁ; Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas (CBGP), Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA), Campus de Montegancedo, Pozuelo de Alarcón, 28223, Madrid, Spain.
  • Kyndt T; Department of Molecular Biotechnology, Ghent University, 9000, Ghent, Belgium.
  • Gheysen G; Department of Molecular Biotechnology, Ghent University, 9000, Ghent, Belgium.
  • Fenoll C; Facultad de Ciencias Ambientales y Bioquímica, Área de Fisiología Vegetal, Universidad de Castilla-La Mancha, Avda. Carlos III, s/n, 45071, Toledo, Spain.
  • Sawa S; International Research Organization for Advanced Science and Technology (IROAST), Kumamoto University, Kumamoto, 860-8555, Japan.
  • Escobar C; Facultad de Ciencias Ambientales y Bioquímica, Área de Fisiología Vegetal, Universidad de Castilla-La Mancha, Avda. Carlos III, s/n, 45071, Toledo, Spain.
New Phytol ; 227(1): 200-215, 2020 07.
Article en En | MEDLINE | ID: mdl-32129890
ABSTRACT
Root-knot nematodes (RKNs; Meloidogyne spp.) induce new post-embryogenic organs within the roots (galls) where they stablish and differentiate nematode feeding cells, giant cells (GCs). The developmental programmes and functional genes involved remain poorly defined. Arabidopsis root apical meristem (RAM), lateral root (LR) and callus marker lines, SHORT-ROOT/SHR, SCARECROW/SCR, SCHIZORIZA/SCZ, WUSCHEL-RELATED-HOMEOBOX-5/WOX5, AUXIN-RESPONSIVE-FACTOR-5/ARF5, ARABIDOPSIS-HISTIDINE PHOSPHOTRANSFER-PROTEIN-6/AHP6, GATA-TRANSCRIPTION FACTOR-23/GATA23 and S-PHASE-KINASE-ASSOCIATED-PROTEIN2B/SKP2B, were analysed for nematode-dependent expression. Their corresponding loss-of-function lines, including those for LR upstream regulators, SOLITARY ROOT/SLR/IAA14, BONDELOS/BDL/IAA12 and INDOLE-3-ACETIC-ACID-INDUCIBLE-28/IAA28, were tested for RKN resistance/tolerance. LR genes, for example ARF5 (key factor for root stem-cell niche regeneration), GATA23 (which specifies pluripotent founder cells) and AHP6 (cytokinin-signalling-inhibitor regulating pericycle cell-divisions orientation), show a crucial function during gall formation. RKNs do not compromise the number of founder cells or LR primordia but locally induce gall formation possibly by tuning the auxin/cytokinin balance in which AHP6 might be necessary. Key RAM marker genes were induced and functional in galls. Therefore, the activation of plant developmental programmes promoting transient-pluripotency/stemness leads to the generation of quiescent-centre and meristematic-like cell identities within the vascular cylinder of galls. Nematodes enlist developmental pathways of new organogenesis and/or root regeneration in the vascular cells of galls. This should determine meristematic cell identities with sufficient transient pluripotency for gall organogenesis.
Asunto(s)
Palabras clave

Texto completo: 1 Colección: 01-internacional Banco de datos: MEDLINE Asunto principal: Arabidopsis / Proteínas de Arabidopsis Límite: Animals Idioma: En Revista: New Phytol Asunto de la revista: BOTANICA Año: 2020 Tipo del documento: Article País de afiliación: España

Texto completo: 1 Colección: 01-internacional Banco de datos: MEDLINE Asunto principal: Arabidopsis / Proteínas de Arabidopsis Límite: Animals Idioma: En Revista: New Phytol Asunto de la revista: BOTANICA Año: 2020 Tipo del documento: Article País de afiliación: España