Virus-induced gene silencing (VIGS) in cape gooseberry (Physalis peruviana L., Solanaceae) / Silenciamento de genes induzidos por vírus (VIGS) em physalis (Physalis peruviana L., Solanaceae) / Silenciamiento génico inducido por virus (VIGS) en uchuva (Physalis peruviana L., Solanaceae)

ABSTRACT

Abstract Cape gooseberry (Physalis peruviana, L.) is a herbaceous plant belonging to the Solanaceae family that produces an edible berry appreciated for its nutraceutical and pharmaceutical properties. Its production is often limited by diseases and reproducible fruit quality. Recent studies have reported genes associated with fruit quality and resistance response to the root-infecting fungus Fusarium oxysporum f. sp. physali (Foph,) which causes vascular wilt. In order to standardize a method to validate the biological function of candidate genes in the non-model species P. peruviana, we tested the robust approach in reverse genetics, virus-induced gene silencing (VIGS). In this study, we validated and optimized VIGS using an insert of the phytoene desaturase (PDS) gene in a silencing viral vector generated from tobacco rattle virus (TRV). Leaves infiltrated with Agrobacterium (GV3101 strain) showed photo-bleached segments, which were distinctive for PDS suppression at 7 days post-infection (dpi). More than half of the treated plants showed photo-bleaching, indicating an efficiency rate of 50 % of the VIGS protocol. The results of this study showed that VIGS can be used for future functional gene characterization implicated in the immune response, disease resistance and fruit quality in capegooseberry.

RESUMO

Resumo A physalis (Physalis peruviana, L.) é uma planta herbácea pertencente à família Solanaceae, que produz uma baga comestível apreciada por suas propriedades nutracêuticas e farmacêuticas. Sua produção com frequência se vê limitada devido a enfermidades e baixa reprodutibilidade na qualidade do fruto. Estudos recentes reportaram genes associados com a qualidade do fruto e com a resposta de resistência ao fungo radicular Fusarium oxysporum f. sp. physali (Foph.), que causa esmorecimento vascular. Com a finalidade de padronizar um método para validar a função biológica de genes candidatos na espécie não-modelo P. p ruviana, avaliamos uma aproximação robusta em genética invertida, o sil nciamento de genes induzidos por vírus (VIGS). Neste estudo, validamos e otimizamos o VIGS usando um inserto da fitoeno desaturase (PDS) em um vetor viral de silenciamento produzido a partir do vírus do chocalho do tabaco (TRV). As folhas infiltradas com Agrobacterium (cepa GV3101) mostraram segmentos fotobranqueados, que foram distintivos para a supressão de PDS a 7 dias pós-infecção (dpi). Mais da metade das plantas tratadas mostraram fotobranqueamento, o que indica uma taxa de eficiência de 50 % do procotolo VIGS. Os resultados de este estudo mostraram que o VIGS pode ser usado em caracterizações futuras de genes funcionais implicados na resposta imune, na resistência a enfermidades e na qualidade do fruto de physalis.

RESUMEN

Resumen La uchuva (Physalis peruviana, L.) es una planta herbácea perteneciente a la familia de las solanáceas, que produce una baya comestible apreciada por sus propiedades nutracéuticas y farmacéuticas. Su producción con frecuencia se ve limitada debido a enfermedades y a falta de reproducibilidad en la calidad del fruto. Estudios recientes han reportado genes asociados con la calidad del fruto y con la respuesta de resistencia al hongo radicular Fusarium oxysporum f. sp. physali (Foph,), que causa marchitamiento vascular. Con el fin de estandarizar un método para validar la función biológica de genes candidatos en la especie no-modelo P. peruviana, evaluamos la aproximación robusta en genética inversa, el silenciamiento génico inducido por virus (VIGS). En este estudio, validamos y optimizamos el VIGS usando un inserto de la fitoeno desaturasa (PDS) en un vector viral de silenciamiento producido a partir del virus del cascabeleo del tabaco (TRV). Las hojas infiltradas con Agrobacterium (cepa GV3101) mostraron segmentos fotoblanqueados, que fueron distintivos para la supresión de PDS a 7 días pos-infeccion (dpi). Más de la mitad de las plantas tratadas mostraron fotoblanqueo, lo cual indica una tasa de eficiencia del 50 % del protocolo VIGS. Los resultados de este estudio mostraron que el VIGS se puede usar en futuras caracterizaciones de genes funcionales implicados en la respuesta inmune, la resistencia a enfermedad y la calidad del fruto en la uchuva.