RESUMEN: La vainilla (Vanilla planifolia) es una planta originaria de las regiones húmedas tropicales de México y América Central. Desde la época prehispánica, se ha utilizado los frutos de esta planta como especia y como esencia en muchos alimentos, por lo que su cultivo es intenso y se hizo altamente rentable. Actualmente su propagación in vitro a nivel laboratorio ya es factible, lo cual permite mantener una línea de cultivo de vainilla en el laboratorio. Estudios hechos in vitro reportan que las plantas pueden desencadenar una serie de respuestas dirigidas a limitar la entrada del invasor cuando son expuestas a moléculas extrañas o a microorganismos. Cuatro vías de activación en plantas han sido descritas: la vía del ácido salicílico, del ácido jasmónico, del etileno y del oxido nítrico. En vainilla son nulos los trabajos dirigidos a estudiar la respuesta que presenta ésta planta hacia agentes extraños. En este trabajo se estudio la respuesta que presentan las hojas de vainilla frente a infecciones con Staphylococcus aureus y hacia componentes de la pared celular de esta bacteria. Para este trabajo se cultivaron in vitro plantas de vainilla en las condiciones adecuadas para el estudio. Las hojas de vainilla se infectaron con S. aureus y E. coli por una hora y se busco crecimiento y adherencia bacteriana (formación de biopelícula) por microscopia electrónica y la producción de óxido nítrico (NO) por fluorescencia. El NO también fue cuantificado en hojas de vainilla tratadas con componentes bacterianos como PGN de S. aureus y el LPS de E. coli. Con el RNA total de estas hojas tratadas se busco por RT-PCR la expresión de los genes de las proteínas AOS (Allene Oxide Synthase) y Pr1 (pathogenesis related-1) las cuales son inducidas por el NO. El análisis por microscopia electrónica revelo que S. aureus y no E. coli puede adherirse al tejido de las hojas de vainilla mediante la formación de una biopelícula la cual le favorece para multiplicarse en el tejido. En éstas hojas se observó que la producción de NO fue más alta cuando se infectaron con S. aureus que con E. coli. Los niveles de NO también se elevaron (tiempo dependiente) cuando las hojas se trataron solamente con componentes bacterianos de la pared celular como la PGN y el LPS. El S. aureus así como el PNG de esta bacteria indujeron la expresión del mRNA de AOS en la hoja, tallo y raíz de vainilla. Una sobreexpresión de Pr1 fue observada cuando las hojas se trataron con las dos bacterias y con PGN y LPS. S. aureus indujo la sobreexpresion de Pr1 también en tallo y raíz de vainilla. Estos resultados indican que Vanilla planifolia puede ser colonizada por S. aureus el cual ha sido considerado solamente patógeno para el hombre pero la planta responde expresando genes vía producción de NO que alertan a la planta para protegerse de una posible interiorización bacteriana.
ABSTRACT: The vanilla (Vanilla planifolia) is a plant native from tropical regions from Mexico and Central America. Since prehispanic times, the vanilla has been used as spice and as essence in plenty foods. As its growth has been profitable it has been of interest the invitro grow of the vanilla for its molecular study, including the expression analysis of molecules that limit the invasion of microorganisms. To avoid the attack of microorganism the plants activate different routs of defense: the production of salicylic acid, the jasmonic acid, the ethylene and the nitric oxide. There are not reports about the vanilla response against microorganisms. In this work we studied the response of vanilla leaves against Staphylococcus aureus cell wall and against the whole bacteria. For this work we grow the plants in vitro. The vanilla leaves were infected with S. aureus and E. coli during one hour and by electronic microscopy we looked for growth and adherence of bacteria (biofilm formation) and by fluorescence we looked for the production of nitric oxide (NO). We also treated vanilla leaves with PGN form S. aureus and LPS from E. coli and the production NO was determinate. With the total RNA obtained from the treated leaves, the expression of Allene Oxide Synthase (AOS) and pathogenesis related-1 (Pr1), genes that are induced by NO, was analyzed by RT-PCR. The electronic microscopy showed that S. aureus, but not E. coli, can adhere to the leaves tissues through the formation of biofilm that favors its growth over the tissue. In these leaves it was seen that the NO production was higher when infected with S. aureus compared with those infected with E. coli. The NO production was increased when leaves were treated with the bacterial components PGN and LPS. PGN from S. aureus, as well as the whole bacteria, induced the expression of AOS mRNA in leaf, stem, and root tissues of vanilla. These results show that Vanilla planifolia can be colonized by S. aureus, which has been considered as pathogen for humans, but the plant respond against it expressing genes through the NO pathway that alert to the vanilla to fight against a bacterial attempt.
