Aislamiento e identificación de genes de Opuntia streptacantha inducidos en condiciones de estrés abiótico

Abstract

"Las temperaturas extremas junto con la sequía y la salinidad, constituyen los factores ambientales que más negativamente afectan el desarrollo de las plantas. El nopal (Opuntia spp.) ha desarrollado adaptaciones particulares que le permiten enfrentar las adversas condiciones climáticas de las zonas áridas y semiáridas y representa uno de los recursos de mayor potencial en el aprovechamiento de estas regiones en diversos países. El objetivo principal de la tesis fue aislar y caracterizar genes de nopal inducidos en condiciones de estrés hídrico y calor. Mediante una hibridación sustractiva (SSH) se obtuvieron 122 uni-genes potencialmente inducidos en cladodios de Opuntia streptacantha en estrés hídrico y a 40° C a los 13 días de tratamiento. El análisis de BLASTX mostró que aproximadamente el 78% de los uni-genes obtenidos presenta homología con genes de otras plantas, de los cuales el 9% han sido identificados en condiciones de estrés y el 18% son de función desconocida. Además los uni-genes obtenidos, para los cuales su función ha sido descrita, participan en diversos procesos metabólicos. Mediante análisis de RTPCR semi-cuantitativa confirmamos que 26 uni-genes son sobre-expresados en nopal en estrés hídrico y a 40° C a los 13 días, condiciones en las que se realizó la hibridación sustractiva. Adicionalmente aislamos una variante de procesamiento alternativo (retención de intrón) del uni-gen 27 que codifica para la subunidad alfa de la fosfofructocinasa dependiente de pirofosfato (Ostpdpk?1), expresado únicamente en condiciones de estrés hídrico y calor. Por otro lado obtuvimos la secuencia completa del cDNA de dos isoformas del factor de iniciación de la traducción (Ostsui1; uni-gen 13) mediante PCR inverso de una genoteca de cDNA completa de nopal, utilizando la información del EST de sui1. Además demostramos que el gen sui1 es diferencialmente expresado en diversas condiciones de estrés abiótico"

"Extreme temperatures, in conjunction with drought and salinity, constitute the major abiotic stresses affecting plant growth and development. Opuntia spp. has developed particular adaptations that allow to confront the adverse climatic conditions of the arid and semiarid zones and represents one of the resources of major potential in the development of these regions in diverse countries. The principal aim of this thesis was to isolate and to characterize genes of cactus pear induced in water and heat stress. By means of a subtractive hybridization we obtained 122 uni-genes potentially induced in Opuntia streptacantha young plants grown for 13 days under restricted water supply and high temperature (40° C). BLASTX analysis showed that approximately 78% of the uni-genes present homology with genes of other plants, of which 9% has been identified in stress conditions and 18% are of unknown function. Moreover the uni-genes for which its function has been described are involved in various metabolic processes. By RTPCR analyses we confirmed that 26 uni-genes are differentially expressed in Opuntia streptacantha under water and heat stress. Additionally we isolate a splicing variant (an intron retention) of the 27 uni-gene that codifies for the pyrophosphate-dependent phosphofructokinase alpha subunit (Ostpdpk?1) induced only in response to water and heat stress. On the other hand we obtained the full length cDNA sequence of two isoforms of the translation initiation factor (sui1; uni-gene 13) through a reverse PCR from a cDNA library of cactus pear, using the information from sui1 EST. In addition we demonstrated that sui1 is differentially expressed in various conditions of abiotic stress."