ABSTRACT
RESUMEN La bacteriosis vascular de la yuca, causada por la bacteria gram negativa Xanthomonas phaseoli pv. manihotis (Xpm), anteriormente conocida como Xanthomonas axonopodis pv. manihotis, es la principal enfermedad bacteriana que compromete su producción. Con la meta de generar una resistencia durable y de amplio espectro a la bacteriosis es posible explotar los mecanismos naturales presentes en plantas no-hospedero. Arabidopsis es una planta modelo extensamente estudiada, la cual es no-hospedero de Xpm. La meta de este estudio fue determinar si la resistencia no-hospedero de Arabidopsis es consecuencia de la presencia de barreras físicas o si esta depende de determinantes genéticos. En este trabajo se evaluó la capacidad de plantas de Arabidopsis de responder a la inoculación con Xpm. Ninguno de los ocho ecotipos de Arabidopsis evaluados mostraron una respuesta hipersensible a la inoculación con ocho diferentes cepas de Xpm. Aunque no se identificó la presencia de especies reactivas de oxígeno si se encontró un bloqueo en el crecimiento de Xpm en las plantas de Arabidopsis. En conjunto, los resultados aquí presentados sugieren que Arabidopsis no está activando una respuesta contra Xpm y que la resistencia observada puede ser consecuencia de las barreras físicas presentes en Arabidopsis que Xpm no es capaz de superar.
ABSTRACT Cassava bacterial blight (CBB), caused by the gram-negative bacteria Xanthomonas phaseoli pv. manihotis (Xpm), previously known as Xanthomonas axonopodis pv. manihotis, is the main bacterial disease compromising cassava production. With the aim to generate durable and broad-spectrum resistance to CBB is possible to exploit the natural mechanism present in non-host plants. Arabidopsis is an extensively studied model plant, which is a non-host of Xpm. The aim of this study was to determinate if the Arabidopsis non-host resistance is a consequence of physical barriers or if it depends on genetic determinants. In this work we evaluated the ability of Arabidopsis plants to respond after Xpm inoculation. None of the eight Arabidopsis ecotypes showed a hypersensitive response after inoculation with eight different Xpm strains. Although reactive oxygen species (ROS) production was not present, impairment in Xpm proliferation was found. These results suggest that Arabidopsis is not activating an immunity response against Xpm and the resistance might be a consequence of physical barriers present in Arabidopsis that Xpm is not able to overcome.
ABSTRACT
RESUMEN Uno de los retos que encara la humanidad es asegurar la alimentación y la adecuada nutrición para los cerca de ocho billones de habitantes del planeta. Las raíces de yuca constituyen la cuarta fuente más importante de calorías para la población humana siendo uno de los pilares de la seguridad alimentaria. Las raíces de yuca no poseen atributos nutricionales adecuados. Aunque existen variedades con valores relativamente altos de estos compuestos, sus valores están lejos de los necesarios para asegurar los requerimientos mínimos de la población humana. Las hojas de yuca poseen valores altos de contenido proteico, minerales y vitaminas, por lo que representan una fuente nutricional alternativa. Sin embargo, el consumo de hojas de yuca en América Latina es escaso o nulo como consecuencia de los altos niveles de cianuro que poseen. En algunos países de África y Asia las hojas se consumen a través de diversas recetas que incluye su cocción, eliminando así una gran cantidad del contenido cianógeno. En esta revisión se presenta un panorama general de la importancia nutricional de la yuca, las diferentes estrategias de mejoramiento genético clásico y no convencional destinados a incrementar los contenidos nutricionales de raíces y la importancia de la explotación de la variabilidad intrínseca de la yuca como una fuente de variedades y genes que puedan contribuir a la implementación de estrategias encaminadas a desarrollar materiales con los requerimientos nutricionales adecuados. Finalmente, se presenta el potencial que tienen las hojas de yuca para ser empleadas dentro de programas complementarios destinados a mejorar la calidad nutricional de la población humana.
ABSTRACT One of the challenges facing humanity is to ensure food and adequate nutrition for the nearly eight billion inhabitants of the planet. Cassava roots constitute the fourth most important source of calories for the human population, being one of the pillars of food security. Cassava roots do not have adequate nutritional attributes. Although there are varieties with relatively high values of these compounds, these are far from those necessary to ensure the minimum requirements of the human population. Cassava leaves have a high content of protein, minerals, and vitamins, so they represent an alternative nutritional source. However, their consumption in Latin America is scarce due to the high levels of cyanide they possess. In some countries of Africa and Asia, the leaves are consumed through various recipes that include cooking, thus eliminating a large amount of cyanogen content. This review presents an overview of the nutritional importance of cassava, the different strategies of classical and unconventional genetic improvement aimed at increasing the nutritional content of roots, and the importance of exploiting the intrinsic variability of cassava as a source of varieties and genes that can contribute to the development of strategies directed to developing materials with the appropriate nutritional requirements. Finally, the potential of cassava leaves to be used in complementary programs aimed at improving the nutritional quality of the human population is presented.
ABSTRACT
RESUMEN La yuca es determinante para la seguridad alimentaria de cientos de millones de personas alrededor del mundo. A pesar de que el principal medio de propagación del cultivo es a través de semilla asexual por estacas (tallos maduros) se ha revelado una relativamente alta diversidad intraespecífica, principalmente en los sistemas de cultivo de manejo tradicional. En esta revisión se documentan algunos estudios realizados sobre la diversidad de la yuca, tanto por marcadores moleculares como morfológicos, centrándose en aquellos realizados en el Amazonas. También se exponen los principales factores que han determinado el aprovechamiento y conservación de esta diversidad, tales como la aparición espontánea de semillas de origen sexual, el sistema de chagras indígenas, la memoria biocultural y la facilidad de intercambio de semilla entre comunidades. Finalmente, se pone de manifiesto que en los sistemas de manejo tradicional la conservación y uso de la diversidad intraespecífica se constituye en un elemento prioritario que se ha perdido en los sistemas de cultivo a gran escala. En los sistemas de manejo tradicional existe un vínculo etnobotánico que pervive e invita a buscar prácticas alternativas que aseguran un mantenimiento de la diversidad, permitiendo una productividad eficiente e incluso se hace un mejor manejo para disminuir los riesgos de incidencia de algunas plagas y enfermedades.
ABSTRACT Cassava is crucial for the food security of hundreds ofmillions of people around the world. Even though the main source of propagation of the crop is through asexual seed by stakes (stems-cuttings) a relative high intraspecific diversity has been identified, mainly in the traditionally managed cultivation systems. Some studies on the diversity of cassava, based on molecular and morphological markers, are documented focusing on those made in the Amazon in this review. Also, the main factors that have determined the use and conservation of this diversity are exposed, such as the spontaneous appearance of seeds of sexual origin, the system of indigenous chagras, the biocultural memory and the ease of seed exchange between communities. From this perspective, it is evident that in traditional management systems the conservation and use of intraspecific diversity is a priority element that has been lost in large-scale farming systems. In traditional management systems, there is an ethnobotanical link that survives and invites us to seek alternative practices that ensure the maintenance of diversity, allowing efficient productivity and even better management to reduce the risk of incidence of some pests and diseases.
ABSTRACT
RESUMEN La expresión transitoria es una métodología ampliamente utilizada para el estudio de genes. Sin embargo, hasta la fecha no existe un reporte en donde se utilice esta técnica en hojas de yuca de plantas adultas. Por esta razón este trabajo se centró en la determinación de algunos parámetros críticos para la expresión transitoria del gen GUS en yuca como son: la metodología para introducir [a bacteria, [a cepa de Agrobacterium, el tiempo post-inoculación, la introducción del gen VirG y la expresión del gen GUS en algunas variedades de yuca. Los resultados indicaron niveles más altos de expresión del gen GUS entre 5-7 días postinoculación (dpi), agroinfiltrando con la cepa GV3101 y un incremento en la virulencia de esta cepa mediante la introducción del gen VirG. Por último se observaron diferentes niveles de expresión del gen GUS entre [as variedades de yuca evaluadas, [o que indica que el factor genético es clave en la eficiencia de la agroinfiltración en este cultivo.
ABSTRACT Transient expression is a common technique used for the co-expression of proteins for a wide range of experiments in molecular biology. This technique has been frequently used for gene study in plant pathogen interaction and has proved to be versatile and effective. However, there are still few reports and sparse data for transient expression in cassava leaves from adult/mature plants. For this reason, in this study we evaluated some regards of transient expression for the gene GUS in cassava: bacteria introduction methods, type of Agrobacterium strains, time post-inoculation, introduction of gene VirG and GUS and their expression into different cassava varieties. The results show that GUS expression is more efficient between 5-7 days post-inoculation with the GV3101 strain, moreover the virulence of this strain increases with the VirG gene. Finally, we observed a range of GUS expression pattern between different cassava varieties, altogether showing that the genetic factor is important for an accurate and effective agroinfiltration in cassava.
ABSTRACT
RESUMEN Posterior al reconocimiento de agentes patógenos las plantas activan una serie de cascadas de señalización que culminan con la activación de factores de transcripción. Esto genera una concomitante reprogramación de la expresión génica que incluye la activación de la transcripción de los genes PR (relacionados con patogenicidad). Las proteínas PR son conocidas por poseer actividad antimicrobiana y evitan la posterior colonización del patógeno. En este estudio se empleó una aproximación bioinformática para identificar el repertorio de posibles proteínas PR en el genoma de yuca. Adicionalmente, se evaluó la expresión de nueve genes PR a lo largo del tiempo en variedades de yuca resistentes y susceptibles en respuesta a la inoculación con la bacteria Xanthomonas axonopodis pv. manihotis (Xam) mediante RT-PCR. Se encontró que varios genes PR fueron inducidos producto de la herida que se realiza durante el proceso de inoculación. Con el fin de evaluar cuantitativamente la contribución real de la infección bacteriana en la expresión de estos genes, se llevó a cabo una RT-PCR en tiempo real (QRT, Quantitative Real-Time PCR). Se encontró que en la variedad resistente el gen que codifica para MePR1 (Manes06G026900.1) presentó una inducción en su expresión a diferentes tiempos post-inoculación, lo cual no se observó en la variedad susceptible. De esta manera, este gen se constituye en un excelente marcador para evaluar la respuesta molecular de resistencia en plantas de yuca.
ABSTRACT Once pathogens are perceived by plants a signal transduction pathway is activated leading to the induction of transcription factors, which in turn reprogram the host gene expression including the transcription of PR (Pathogenesis-Related) genes. The PR proteins are well known for their antimicrobial activity and for contributing to arrest the invasion of pathogens. In this work, a bioinformatics approach was used to identify the repertoire of possible PR proteins in the cassava genome. Additionally, the expression of nine PR genes was evaluated over a time course in resistant and susceptible cassava varieties in response to inoculation with the bacterium Xanthomonas axonopodis pv. manihotis (Xam) by semiquantitative RT-PCR. It was found that several PR genes were induced as a result of the wound that is made during the inoculation process. In order to evaluate quantitatively the real contribution of the bacterial infection in the expression of the genes, a Real Time RT-PCR (qRT, quantitative Real-Time PCR) was carried out. In the resistant variety the gene coding for MePR1 (Manes06G026900) was induced at different post-inoculation times, which was not observed in the susceptible variety. Therefore, this gene constitutes an excellent marker to evaluate the molecular resistance response in cassava plants.
ABSTRACT
ABSTRACT One of the most challenging questions in plant breeding and molecular plant pathology research is what are the genetic and molecular bases of quantitative disease resistance (QDR)?. The scarce knowledge of how this type of resistance works has hindered plant breeders to fully take advantage of it. To overcome these obstacles new methodologies for the study of quantitative traits have been developed. Approaches such as genetic mapping, identification of quantitative trait loci (QTL) and association mapping, including candidate gene approach and genome wide association studies, have been historically undertaken to dissect quantitative traits and therefore to study QDR. Additionally, great advances in quantitative phenotypic data collection have been provided to improve these analyses. Recently, genes associated to QDR have been cloned, leading to new hypothesis concerning the molecular bases of this type of resistance. In this review we present the more recent advances about QDR and corresponding application, which have allowed postulating new ideas that can help to construct new QDR models. Some of the hypotheses presented here as possible explanations for QDR are related to the expression level and alternative splicing of some defense-related genes expression, the action of "weak alleles" of R genes, the presence of allelic variants in genes involved in the defense response and a central role of kinases or pseudokinases. With the information recapitulated in this review it is possible to conclude that the conceptual distinction between qualitative and quantitative resistance may be questioned since both share important components.
RESUMEN Una de las preguntas más desafiantes del fitomejoramiento y de la fitopatología molecular es ¿cuáles son las bases genéticas y moleculares de la resistencia cuantitativa a enfermedades?. El escaso conocimiento de cómo este tipo de resistencia funciona ha obstaculizado que los fitomejoradores la aprovecharlo plenamente. Para superar estos obstáculos se han desarrollado nuevas metodologías para el estudio de rasgos cuantitativos. Los enfoques como el mapeo genético, la identificación de loci de rasgos cuantitativos (QTL) y el mapeo por asociaciones, incluyendo el enfoque de genes candidatos y los estudios de asociación amplia del genoma, se han llevado a cabo históricamente para describir rasgos cuantitativos y por lo tanto para estudiar QDR. Además, se han proporcionado grandes avances en la obtención de datos fenotípicos cuantitativos para mejorar estos análisis. Recientemente, algunos genes asociados a QDR han sido clonados, lo que conduce a nuevas hipótesis sobre las bases moleculares de este tipo de resistencia. En esta revisión presentamos los avances más recientes sobre QDR y la correspondiente aplicación, que han permitido postular nuevas ideas que pueden ayudar a construir nuevos modelos. Algunas de las hipótesis presentadas aquí como posibles explicaciones para QDR están relacionadas con el nivel de expresión y el splicing alternativo de algunos genes relacionados con la defensa, la acción de "alelos débiles" de genes R, la presencia de variantes alélicas en los genes implicados en la respuesta de defensa y un papel central de quinasas o pseudoqinasas. Con la información recapitulada en esta revisión es posible concluir que la distinción conceptual entre resistencia cualitativa y cuantitativa puede ser cuestionada ya que ambos comparten importantes componentes.
ABSTRACT
Cassava, Manihot esculenta Crantz, represents the main food source for more than one billion people. Cassava's production is affected by several diseases, one of the most serious is cassava bacterial blight (CBB) caused by Xanthomonas axonopodis pv. manihotis (Xam). A quantitative trait loci (QTL) analysis for CBB resistance was performed under natural infection conditions, using a mapping population of 99 full-sibs genotypes highly segregant and a SNP-based high dense genetic map. The phenotypic evaluation was carried out in Puerto López, Meta, Colombia, during the rainy season in 2015. Both resistant and susceptible transgressive segregants were detected in the mapping population. Through a non-parametric interval mapping analysis, two QTL were detected, explaining 10.9 and 12.6 % of phenotypic variance of resistance to field CBB. After a bioinformatics exploration four genes were identified in the QTL intervals. This work represents a contribution to the elucidation of the molecular bases of quantitative cassava resistance to Xam.
La yuca, Manihot esculenta Crantz, representa la principal fuente de alimento para cerca de 1000 millones de personas. La producción de yuca se ve afectada por diversas enfermedades, una de las más serias es la bacteriosis vascular (CBB) causada por Xanthomonas axonopodis pv. manihotis (Xam). En este estudio se realizó un análisis de loci de rasgos cuantitativos (QTL) para la resistencia a CBB en condiciones naturales de infección, usando una población de mapeo constituida por 99 genotipos de hermanos completos segregantes y un mapa genético altamente denso basado en SNPs. La evaluación fenotípica se llevó a cabo en Puerto López (Meta), Colombia, durante la época de lluvias durante el segundo semestre de 2015. En la población de mapeo fueron detectados individuos con una segregación transgresiva tanto resistentes como susceptibles. A través de un análisis no paramétrico de intervalo simple, se detectaron dos QTL que explican el 10,9 y el 12,6 % de la varianza fenotípica de la resistencia en campo a CBB. Mediante análisis bioinformáticos se identificaron cuatro genes candidatos presentes en los intervalos de los QTL. Este trabajo representa un esfuerzo por dilucidar los mecanismos moleculares implicados en la resistencia de yuca a CBB.
ABSTRACT
Las nuevas tecnologías para la edición de genomas, como los TALEN y el sistema CRISPR/Cas9, representan una gran oportunidad para mejorar características deseables en diferentes organismos. Los TALEN son el resultado del acoplamiento de nucleasas a los TALE (Transcription Activator-Like Effectors), los cuales son efectores naturales de gran importancia en la patogénesis de las especies de Xanthomonas. Xanthomonas axonopodis pv. manihotis (Xam) es el agente causal del añublo bacteriano de la yuca, quien durante el proceso patogénico es capaz de translocar sus efectores a la célula vegetal mediante el sistema de secreción tipo tres (SSTT). Actualmente no hay protocolos estándar para la edición de genomas en yuca. En este estudio se exploró la posibilidad de translocar efectores sobre callo embriogénico friable (CEF) a través de la inoculación con Xam, con el fin de determinar el potencial de este patógeno como sistema de entrega de TALEN. El CEF de dos variedades de yuca susceptibles (COL2215 y cv. 60444) se cocultivaron con la cepa Xam668 a diferentes tiempos. Posteriormente, se evaluó la expresión de marcadores correspondientes a los genes blanco conocidos para los TALE presentes en esta cepa bacteriana. Aunque no se logró demostrar la translocación de los mismos en el tejido embriogénico, sí se lograron establecer condiciones adecuadas de cocultivo con Xam y el efecto que la infección bacteriana tiene sobre la regeneración de embriones a partir de este tejido.
New technologies for genome edition, such as TALENs and CRISPR/Cas9 system, are a great opportunity to improve desirable features in different organisms. TALENs are the result from coupling nucleases and TALEs (Transcription Activator-Like Effectors), which are natural effectors with an important role in pathogenicity for the Xanthomonas species. Xanthomonas axonopodis pv. manihotis (Xam) is the cassava bacterial blight causal agent, and this pathogen is able to translocate its effectors to the plant cell during pathogenesis by using the type-three secretion system (TTSS). Currently, there are no standard protocols for genome edition in cassava. In this study, we explored the possibility to translocate effectors to friable embryogenic calli (FEC) through Xam inoculation, in order to establish the potential of this pathogen as a TALEN delivery system. Friable embryogenic calli derived from two different susceptible varieties (COL2215 and cv. 60444) were co-cultured with the strain Xam668 using different culture times. Subsequently, we evaluated the expression of makers corresponding to reported target genes for TALEs present in this bacterial strain. Although we were not able to demonstrate effector translocation, we established the conditions for co-culturing cassava calli and Xam and determined the effects derived from bacterial infection on embryo regeneration from FECs.
ABSTRACT
Las raíces almacenadoras de yuca representan una fuente importante de almidón. La ruta metabólica del almidón ha sido reconstruida recientemente en yuca gracias a la liberación de la secuencia completa de su genoma. En este estudio se evaluó la expresión de los genes que codifican para las enzimas pululanasa, isoamilasa, α-amilasa, enzima desproporcionante, ADP-glucosa pirofoforilasa, almidón sintasa unida al gránulo, enzima ramificante del almidón y sintasa soluble del almidón, en las raíces almacenadoras de plantas de cinco y 11 meses de edad, en un grupo de cinco variedades de yuca. Se evidenciaron diferencias importantes en la expresión de estos genes entre las variedades evaluadas y entre los dos tiempos. Las variedades CM523-7 y SM1219-2 presentaron uno de los niveles más altos de expresión para los genes ADP-glucosa pirofoforilasa y almidón sintasa unida al gránulo mientras que el gen para α-amilasa fue el más bajo en estas dos variedades. Aunque la variedad TMS60444 presentó niveles de expresión similares en genes implicados en la síntesis de almidón, fue la que presentó el mayor nivel de expresión de la α-amilasa. Estos datos se pueden correlacionar con el relativo bajo contenido de materia seca en esta variedad. Los datos de expresión génica presentados en este trabajo permitirán complementar información sobre actividad enzimática con miras a identificar los elementos más importantes en la acumulación diferencial de almidón entre variedades de yuca.
Cassava storage roots represent an important starch source. Recently, the starch metabolic pathway in cassava has been reconstructed thanks to the full release of its genome. In this study gene expression was evaluated for genes coding pullulanase, isoamylase, α-amylase, deproportionating enzyme, ADP-glucose pyrophosphorylase, granule bound starch synthase, starch branching enzyme and soluble starch synthase, in cassava storage roots five and 11 months old, in five cassava varieties. Important gene expression differences were detected both at the variety and time level. CM523-7 and SM1219-2 showed one of the highest expression levels for AGPase and GBSS genes, while α-amylase showed the lowest level in these two varieties. TMS60444 variety showed similar expression levels in starch biosynthesis-related genes, but conversely also showed the highest α-amylase expression. This correlates with the relative low dry-matter content in TMS60444. Gene expression data reported here will allow complementing actual information on enzymatic activity, in order to identify the most relevant factors in differential starch accumulation between cassava varieties.
ABSTRACT
Xanthomonas axonopodis pv. manihotis (Xam) es el agente causal del tizón bacteriano de la yuca, una de las principales enfermedades de los cultivos de yuca en América del Sur y África. Hasta ahora, el desarrollo de la enfermedad se mide a través de AUDPC (Area Under Disease Progress curve), pero no hay disponibles métodos cuantitativos fiables, esto debido posiblemente a la alta variabilidad del crecimiento bacteriano en la planta. Para establecer un método exacto para la cuantificación bacteriana durante el curso de la infección Xam dentro de los tejidos del huésped, se analizaron las poblaciones de bacterias sobre tallo y hojas, así como corte de hojas de las variedades de yuca MCOL1522 y SG107-35 con la cepa virulenta CIO151 Xam. En esta investigación se muestra que el movimiento de las bacterias a lo largo de los tejidos y especialmente en las hojas es estocástico. Por otra parte, hemos podido demostrar el crecimiento diferencial de la cepa virulenta Xam CIO151 tras la punción al tallo y la cuantificación de la bacteria a 6 cm de distancia del punto de inoculación de dos variedades que presentan niveles contrastantes de susceptibilidad.
Xanthomonas axonopodis pv. manihotis (Xam) is the causal agent of cassava bacterial blight (CBB), a major disease for cassava crops in South America and Africa. Until now the development of the disease is measured via AUDPC (Area Under Disease Progress Curve) but no reliable quantitative methods are available probably due to high variability of bacterial growth in planta. To establish an accurate method for bacterial quantification during the course of Xam infection within the host tissues, we analyzed bacterial populations upon stem and leaf-puncturing as well as leaf-clipping of cassava varieties MCOL1522 and SG107-35 challenged with the virulent Xam strain CIO151. Here, we show that the movement of bacteria along the tissues and especially in leaves is stochastic. Moreover, we were able to demonstrate differential growth of virulent Xam strain CIO151 upon stem-puncturing and quantification of bacteria 6 cm. away from the inoculation point of two varieties displaying contrasting levels of susceptibility.
ABSTRACT
La teoría de evolución de Darwin se ha constituido en uno de los pilares fundamentales de la biología. Algunos supuestos de dicha teoría han sido complementados con las bases genéticas de la herencia dando origen a la teoría moderna o sintética de la evolución. En los últimos años se han logrado grandes avances en el área de secuenciación y análisis de genomas completos que han aportado elementos para debatir varios de los postulados darwinistas de la evolución. La demostración de procesos de duplicación de genes y de genomas completos, la transferencia horizontal de genes y la teoría endosimbiótica cuestionan la idea de cambio evolutivo como un proceso de acumulación de pequeños cambios a través del tiempo geológico. La evidencia de la selección neutral en el contexto genómico pone de manifiesto otros mecanismos de evolución, que no necesariamente van acompañados de un programa adaptacionista ni con la idea de progreso. En este artículo se presentan estos y otros conceptos adicionales tales como la regulación génica y los mecanismos moleculares del desarrollo y del ambiente como puntos de partida para el planteamiento de una teoría evolutiva incluyente y acorde a los conocimientos actuales.
The evolutionist theory proposed by Darwin is one of the fundamental pillars in biology. Darwin’s theory was solidified with the Modern synthesis of evolutionary biology thanks to the rediscovery of Mendel’s work, which laid the genetic basis of heredity. In recent years, great progress has been acquired in the sequencing and analyses of complete genomes, which have provided several elements to discuss some Darwinists tenets of evolution. The evidence of gene duplication and whole-genome duplication, the horizontal gene transfer and the endosymbiosis process question the idea that evolution proceeds through the gradual accumulation of infinitesimally small random changes. The new evidence of neutral selection on the genomics context reveals other mechanisms of evolution not necessarily related with the idea of progress or with an adaptationist program as was originally stated by the Darwin’s theory. In this paper, I present these and other concepts such as gene regulation, molecular mechanisms of development and some environmental aspects (epigenesis and phenotypic plasticity) as starting points to think in the necessity to update the evolutionary theory which in my opinion should be more inclusive, pluralistic and consistent with our current knowledge.
ABSTRACT
La yuca (Manihot esculenta Crantz, Euphorbiaceae) es el cuarto cultivo en importancia a nivel mundial como fuente de calorías para la población humana y cuya producción se ve afectada por la bacteriosis vascular, enfermedad ocasionada por Xanthomonas axonopodis pv. manihotis (Xam). La resistencia a enfermedades en plantas depende de la presencia de genes de resistencia (R), los cuales reconocen a los patógenos y simultáneamente permiten desencadenar la respuesta de defensa. A pesar de recientes esfuerzos encaminados a la identificación de genes R en yuca, aún no se ha logrado clonar el primer gen R en este cultivo. En el presente trabajo se estudió el perfil de expresión de dos Genes Candidatos a Resistencia (RGCs) asociados a QTLs de defensa contra la bacteriosis vascular en yuca. A partir de la técnica transcripción reversa y reacción en cadena de la polimerasa (RT-PCR) se evaluó la expresión de los genes RXam1 y RXam2 en tallos y hojas de las variedades resistentes SG107-35 y MBRA685 de yuca, después de ser inoculadas con la cepa CIO151 de Xam. Se observó que RXam1 es inducido a partir de los cinco días post-inoculación tanto en tallos como hojas de las dos variedades, mientras que RXam2 es expresado de manera constitutiva en la variedad MBRA685.
Cassava (Manihot esculenta Crantz, Euphorbiaceae) is the fourth food crop used as an important energy source for human population worldwide. Cassava Bacterial Blight (CBB) is the most important disease of this crop. CBB is caused by the pathogenic bacterium Xanthomonas axonopodis pv. manihotis (Xam). Plants have developed sophisticated mechanisms to detect and respond to infection by pathogens. These mechanisms depend on the presence of resistance (R) genes, which recognize proteins produced by pathogens. Although efforts have been conducted to identify R genes in cassava, the first R gene in this crop has not been cloned. The present work studied the expression profile of two resistance gene candidates (RGCs) which are linked to QTL associated with resistance to CBB. Gene expression of RXam1 and RXam2 was evaluated by reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR) in stems and leaves of SG107-35 and MBRA685, two cassava resistant cultivars, which were challenged with Xam CIO151. We observed that the expression of RXam1 is induced starting five days post-inoculation in the two cultivars studied and in both tissues while the gene RXam2 was constitutively expressed in MBRA685 cultivar.
ABSTRACT
La yuca es un cultivo de importancia en la seguridad alimentaria mundial ya que constituye la base de la alimentación de más de 600 millones de personas en el mundo. También es un alto productor de almidón con niveles que oscilan entre 73,7 y 84,9% de su peso seco total en raíces (FAO, 2007). El almidón de yuca puede utilizarse en una gama amplia de industrias (textil, cosmética, alimentaria, etc). Además, es empleado en la producción de biocombustibles. Una de las principales limitantes en la producción de yuca es la bacteriosis vascular producida por la bacteria Xanthomonas axonopodis pv. manihotis (Xam). Esta enfermedad puede comprometer no solo el suministro de almidón para las plantas industriales productoras de bioetanol sino que también puede amenazar la seguridad alimentaria. El mejoramiento genético convencional de yuca es complicado dado su largo ciclo reproductivo, su alta heterocigocidad y su naturaleza tetraploide. Por estas razones se deben buscar alternativas que involucren desarrollos en biotecnología que permitan un mejoramiento eficaz y rápido. En la actual era genómica y postgenómica muchos de los experimentos dependen de la posibilidad de contar con la secuencia de transcritos clonados. Dado que estos clones provienen de librerías de ADNc contar con este tipo de recursos de excelente calidad es un paso esencial. En este artículo reportamos la construcción de una librería de ADNc empleando el sistema Gateway® a partir de plantas de yuca que han sido inoculadas con la cepa CIO151 de Xam. La librería presentó un título de 1 x 10(7) unidades formadoras de colonias (ufc)/ml y el tamaño de los insertos osciló entre 600-1.500 pb. Los análisis de secuencia de 14 clones al azar confirmaron que se trata de genes expresados y mostraron similitud con genes previamente reportados en especies estrechamente relacionadas a yuca. Esta librería se convierte en un excelente recurso para identificar novedosos genes y para el estudio de su función a través de la identificación y la interacción entre proteínas.
Cassava is one of the most important crops for global food security and provides food and livelihood for 600 million people in the developing world. It is also good source of starch, with levels between 73.7 y 84.9% of total dry weight in roots (FAO, 2007). Cassava starch can be used in a wide range of industries (textile, cosmetic, nourishing, etc) and it has a high potential for the production of biofuel. Cassava bacterial blight, caused by Xanthomonas axonopodis pv. manihotis (Xam), is one of the most important diseases that affects cassava. This disease can compromise the starch supply not only for bioetanol production but also affect global food security. The long reproductive cycle, high heterozigosity and tetraploid character of cassava are characteristics that have complicated the genetic breeding for this crop. For these reasons new alternatives based on biotechnology are necessary to accelerate its improvement. In the postgenomic era many experiments rely on the availability of transcript sequences for cloning. As these clones usually originate from cDNA libraries, the quality of these libraries is crucial. In this article we report the construction of the first cassava cDNA library employing the Gateway® system. For this, in vitro grown plants were inoculated with the Xam strain CIO151. The expression library shows a high titer of 1 x 10(7) cfu/ml, with inserts ranging between 600 and 1500 bp. The sequence analyses from 14 random clones confirmed that these are expressed genes and showed similarity with previously cloned genes from species related to cassava. This library is an excellent resource for the identification of novel genes and for functional studies through the identification of their interactions with other proteins.