Hacia la genómica funcional aplicada al estudio de la patogénesis de PVX en Solanum tuberosum

SICILIANO F; SÁNCHEZ, G.; KUANG, H.; WEI, F.; WIRTZ, U.; QUESTA, J.; BUELL, R.; BAKER, B.; MARIA ROSA MARANO

Buenos Aires

Congreso; VIII Congreso Argentino de Virología; 2006

La papa (Solanum tuberosum) ocupa el cuarto lugar en la escala mundial del consumo de alimentos en la dieta humana, después del trigo, maíz y arroz. Las enfermedades causadas por diferentes patógenos son corrientemente algunos de los principales factores que limitan la producción de papa en la Argentina y en el mundo entero. La región genómica comprendida entre los 20–30 centiMorgan del cromosoma V de papa es de particular interés debido a que han sido mapeados genes que confieren resistencia a patógenos evolutivamente diferentes, tales como virus, oomycetes, nematodos e insectos. En esta región se encuentran entre otros, los genes Nb y Rx2 que confieren resistencia hipersensible y extrema, respectivamente, al virus X de la papa (PVX); y el gen R1 que confiere resistencia al oomycete Phytophothora infestans. A fin de comprender la organización y evolución de este cluster de genes de resistencia, hemos identificado y desarrollado un mapa genético y físico integrado de la región Nb-R1 usando marcadores moleculares de Solanum tuberosum cultivar tetraploide Pentland Ivory y de la especie silvestre allohexaploide Solanum demissum. El análisis de secuencia de la región (~ 2 Mb), correspondiente a los haplotipos A (691 Kb), B (919 Kb) y C (441 Kb) de S. demissum, predice la presencia de tres familias de candidatos de genes de resistencia (RGCs), codificando dominios tipo NBS-LRR, homólogas al gen R1 de papa y a los genes Prf y Bs4 de tomate. El número de copia de los RGCs tipo R1 varía entre los haplotipos, el gen R1 ha sido identificado en el haplotipo A. El análisis evolutivo de estas secuencias, permite dividir al cluster R1 en cinco regiones, las cuales son altamente divergentes con extensivos rearreglos en secuencia y conteniendo sorprendentemente intrones bien conservados. Los RGCs homólogos a Prf se encuentra localizado en la región centromérica del cluster Nb-R1, y son altamente conservados en los tres haplotipos. Al menos un homólogo a Bs4 se encuentra localizado en la región telomérica, coincidiendo con la posición del gen Nb, la cual está siendo caracterizada molecular y funcionalmente en el cv Pentland Ivory.  Además, se identifican entre otros, secuencias que codifican para diferentes factores de transcripción y proteínas cuyos dominios estructurales involucrados en interacción proteína-proteína tales como F-BOX, TIR, LRR, podrían estar implicadas en la señalización de la respuesta de defensa de la planta.