Studies on plant immunity: dissection of the Cf-4/SOBIR1-containing complex in Nicotiana benthamiana

Abstract

Plants have an innate immune system that is organized at two levels: one on the surface of the cells and another in the cytoplasm of the cell. Receptors on the cell surface are involved in the first line of defense, triggering immune responses by perceiving immunogenic patterns that occur during pathogen invasion. The Cf-4 receptor, present on the cell surface of tomato, requires the presence of the co-receptor SOBIR1 to confer resistance to strains of the fungal pathogen Cladosporium fulvum that secrete the Avr4 effector protein. This interaction triggers an immune response that includes a form of programmed cell death known as the hypersensitive response (HR). This thesis explores the early signaling events triggered by the cell surface receptor Cf-4, using the solanaceous model plant Nicotiana benthamiana. Furthermore, a novel method to visualize and quantify HR intensity is presented. Likewise, knowledge of the immune signaling that takes place in Arabidopsis is transferred to plants. Solanaceae, and introduces the use of proximity-dependent labeling, thus revealing the proximal proteome of the Cf-4/SOBIR1 receptor complex in N. benthamiana.

Las plantas tienen un sistema inmune innato que se organiza en dos niveles: uno en la superficie de las células y otro en el citoplasma de la célula. Los receptores en la superficie celular están involucrados en la primera línea de defensa, desencadenando respuestas inmunes al percibir patrones inmunogénicos que se producen durante la invasión del patógeno. El receptor Cf-4, presente en la superficie celular del tomate, requiere la presencia del co-receptor SOBIR1 para conferir resistencia a las cepas del patógeno fúngico Cladosporium fulvum que secretan la proteína efectora Avr4. Esta interacción desencadena una respuesta inmune que incluye una forma de muerte celular programada conocida como la respuesta hipersensible (HR). Esta tesis explora los eventos de señalización temprana desencadenados por el receptor en la superficie celular Cf-4, utilizando la planta modelo solanácea Nicotiana benthamiana. Además, se presenta un método novedoso para visualizar y cuantificar la intensidad de la HR. Asimismo, se transfieren conocimientos de la señalización inmune que tiene lugar en Arabidopsis a plantas solanáceas, e introduce el uso de etiquetado dependiente de la proximidad, revelando así el proteoma próximo del complejo receptor Cf-4/SOBIR1 en N. benthamiana.