Molecular studies on a large multi-gene family of polygalacturonases in two different phytophthora species

Nei primi stadi dell’infezione, i microrganismi fitopatogeni producono un arsenale di enzimi che depolimerizzano in maniera ordinata e sequenziale i componenti della parete cellulare vegetale (CWDEs - Cell Wall Degrading Enzymes). Le poligalatturonasi (PG) sono tra i primi enzimi pectici ad essere prodotti e favoriscono la macerazione del tessuto vegetale rendendo accessibili a cellulasi ed emicellulasi gli altri componenti della parete. I carboidrati rilasciati dal processo degradativo della parete cellulare vengono utilizzati dal patogeno per il sostentamento e per la crescita, conferendo al processo di degradazione un ulteriore significato biologico oltre quello di distruzione fisica della parete. Le PGIP (PolyGalacturonase Inhibiting Proteins) presenti nella parete cellulare vegetale, sono delle glicoproteine in grado di inibire e/o modulare in maniera specifica l’attività delle PG. La formazione del complesso PG-PGIP rallenta la capacità delle PG di degradare l’omogalatturonano della parete cellulare, favorendo l’accumulo di oligogalatturonidi in grado di attivare le risposte di difesa della pianta. Questo lavoro vuole contribuire allo studio del ruolo delle PG in Phytophthora nicotianae e Phytophthora capsici, che sono ritenuti tra gli agenti patogeni più pericolosi per molte specie vegetali. Argomenti specifici che vengono affrontati in questa tesi riguardano: 1) l’identificazione di PG da alcune specie di oomiceti considerate tra le più pericolose per le piante (generi Phytophthora, Pythium ed Aphanomycetes); 2) l'analisi filogenetica delle famiglie geniche PG; 3) l’analisi di sequenze proteiche delle PG identificate allo scopo di rilevare domini e/o amminoacidi responsabili dell'interazione PG-PGIP; 4) la caratterizzazione delle PG da P. nicotianae e P. capsici; 5) la costruzione di mutanti di P. capsici per indagare il ruolo di PG nella patogenesi, utilizzando diversi approcci di genetica “reverse” I risultati ottenuti in questa tesi, potenziano l'ipotesi che la molteplicità delle PG può dare flessibilità al patogeno e ogni PG, con le proprie caratteristiche uniche, contribuisce alla performance del patogeno per colonizzare le piante con successo.