ABSTRACT
La papa (Solanum tuberosum L.) es el cuarto cultivo más importante a nivel mundial y es el producto agrícola con mayor demanda de fungicidas, insecticidas y fertilizantes químicos. Las pérdidas mundiales ocasionadas por Phytophthora infestans (Mont.) de Bary en este cultivo, ascienden a 6,7 billones de dólares al año y su control químico genera un aumento en los costos, perjudica la salud humana y el ambiente. Todo esto justifica la búsqueda constante de mecanismos alternativos para el control de la enfermedad, entre ellos la obtención de variedades resistentes mediante cisgenesis usando genotipos silvestres. Como un aporte en este sentido, y dada la falta de conocimiento de lo que controla y constituye la diferencia entre una respuesta compatible e incompatible, en el presente estudio se compararon los perfiles de expresión génica obtenidos mediante Despliegue Diferencial de variedades resistentes y susceptibles durante su interacción con P. infestans. Los resultados evidenciaron diferencias en la expresión génica, tanto a distintos tiempos post-inoculación como en el tipo de cambio de expresión, incluyendo la presencia y ausencia de bandas diferenciales y el aumento o disminución en su intensidad. Al analizar las secuencias de fragmentos diferencialmente expresados, se encontró que algunos fragmentos sobre-expresados en las variedades susceptibles, tenían homología con secuencias que codifican para una serina-acetiltranferasa y para la subunidad Î de la RNA polimerasa. Por su parte, fragmentos sobre-expresados en la variedad resistente, tenían homología con una secuencia codificante para un dominio transmembranal.
Potato (Solanum tuberosum L.) is the fourth most important crop worldwide; also, is the agriculture product with most fungicides, insecticides and chemical fertilizers requirement. Worldwide losses caused by Phytophthora infestans (Mont.) de Bary in this crop, amount to 6,7 billion dollars per year and its chemical control increase production costs, harming human health and environment. For these reasons, is necessary constant research for alternative mechanisms to control disease, including development of resistant varieties using cis-genesis from wild genotypes. As a contribution in this way, and the lack of knowledge of what controls and is the difference between compatible and incompatible interaction, in this study we compared gene expression profiles obtained by Differential Display from resistant and susceptible varieties, during their interaction with P. infestans. The results showed differences in gene expression between resistant and susceptible varieties, at different times post-inoculation as well as exchange expression rate, including the presence and absence of differential bands and increase or decrease in their intensity. After analyzing the sequences of differential expressed fragments, we found that some overexpressed fragments from susceptible varieties had homology with an encoded sequence for a serine-acetyltransferase and for a RNA Polymerase Î subunit. On the other hand, overexpressed fragments from resistant variety, had homology with an encoded sequence for a transmembrane domain.
Subject(s)
Phytophthora infestans , Solanum tuberosum , Agriculture , Fungicides, Industrial , GenotypeABSTRACT
La papa (Solanum sp.) es el cuarto producto alimenticio más importante en el mundo. En Colombia anualmente se producen alrededor de 2,8 millones de toneladas, sirviendo como sustento económico a 90.000 familias. En el país, Tecia solanivora genera el mayor impacto económico en el cultivo con pérdidas de hasta el 100% en la producción de tubérculos. El fitomejoramiento vía introducción de genes Cry, que codifican para cristales proteicos insecticidas, constituye una alternativa para reducir el ataque de insectos en cultivos de interés comercial. En este trabajo se caracterizó la inserción, transcripción y expresión del gen Cry1Ac en diferentes tejidos y en tres etapas del desarrollo para dos líneas transgénicas de Solanumtuberosum spp. andígena variedad Diacol Capiro generadas previamente por transformación con Agrobacteriumtumefaciens. La caracterización se realizó a través de técnicas de PCR, RT-PCR y ELISA. Se corroboró la inserción y transcripción del gen utilizando primers que amplificaron una banda específica de 766pb para Cry1Ac. Los niveles de expresión de la proteína llegaron a ser mayores a 45µg/g y no mostraron diferencias significativas entre las líneas analizadas, ni entre las tres etapas del desarrollo. No se evidenciaron diferencias significativas entre las líneas transgénicas con respecto al control al hacer un análisis de algunas características fenotípicas relevantes. Los resultados encontrados sugieren la realización de seguimientos y ensayos de bioseguridad sobre este material, ya que los altos niveles de expresión en todos los tejidos analizados, pueden afectar a organismos no blanco.
The potato plant is the fourth most important crop in the world. In Colombia around 2.8 million tons are produced annually economically supporting 90000 families. In the country, the major economic impact in the crop is caused by Tecia solanivora that originates loses up to 100% in the tuber production. The genetic plant breeding related to the introduction of Cry genes which codify insecticidal crystal proteins is an alternative for reducing the insect attack in commercial crops. In this work, the insertion, transcription and expression of Cry1Ac gen was characterized in different tissues and three development stages of two transgenic lines of Solanum tuberosum variety Diacol Capiro that were previously transformed by Agrobacterium tumefaciens method. The characterization was realized by PCR, RT-PCR and ELISA techniques. The gen insertion and transcription was confirmed using primers for Cry1Ac gen that amplified a specific band of 766 bp. The protein expression levels were higher than 45 µg/g and were not significantly different between the analyzed lines nor the three development stages. Furthermore, taking into account some relevant phenotypic features, no significant differences were found between transgenic lines and controls. The results suggest that monitoring and biosecurity assays are necessary with this vegetal material because their high level expression inside all the tissues analyzed that could affect non-targeted insects.