Nitrogen controls in planta expression of Cladosporium fulvum Avr9 but no other effector genes

Resumo

Durante o crescimento em seu tomate hospedeiro, o fungo Cladosporium fulvum segrega várias proteínas efetoras. A expressão do gene Avr9, que codifica uma dessas proteínas efetivas, foi previamente demonstrada como fortemente induzida in vitro durante a privação de nitrogênio. Isso levou à hipótese de que a expressão de genes efetivos adicionais em C. fulvum poderia ser desencadeada por condições de fome de nitrogênio encontradas no hospedeiro. Durante o estudo mostramos que a expressão da maioria dos efetores não é afetada por diferentes níveis de suplementação de nitrogênio in vitro. Além disso, demonstramos que o regulador de resposta ao nitrogênio Nrf1 apenas regula a expressão de Avr9 durante a infecção do hospedeiro, enquanto nenhum dos outros efetores conhecidos é significativamente controlado por esse fator de transcrição in planta. A deleção de Nrf1, mas não de Avr9, reduz significativamente a virulência do C. fulvum. Portanto, conclui-se que o Nrf1 controla, além do Avr9, genes efetores não identificados que são necessários para a virulência total de C. fulvum.

Abstract

During growth on its host tomato, the apoplast-colonizing fungal pathogen Cladosporium fulvum secretes several effector proteins. The expression of the Avr9 gene encoding one of these effector proteins has previously been shown to be strongly induced in vitro during nitrogen deprivation. This led to the hypothesis that expression of additional effector genes in C. fulvum could be triggered by nitrogen starvation conditions that are encountered in the host. We now show that expression of most effectors is not affected by varying levels of nitrogen supplementation in vitro. In addition, we demonstrate that the nitrogen response regulator Nrf1 only regulates Avr9 expression during infection of the host, whereas none of the other known effectors is significantly controlled by this transcription factor in planta. Deletion of Nrf1, but not of Avr9, significantly reduces C. fulvum virulence. Therefore, it is concluded that Nrf1 controls, in addition to Avr9, unidentified effector genes that are required for full virulence of C. fulvum.