Aislamiento e identificación de genes de chile (Capsicum annuum) inducidos durante la interacción con el hongo Rhizoctonia solani

Abstract

"México es uno de los principales productores de chile en el mundo y destaca por tener la mayor variabilidad genética de Capsicum annuum. El chile junto con el maíz y el frijol son una importante fuente de alimentación para la población. Sin embargo, los problemas fitosanitarios limitan la producción de este cultivo en todo el mundo. La pudrición de la raíz y marchitez del chile es una de las principales enfermedades que afectan el desarrollo y la productividad de este cultivo, ocasionando pérdidas que van desde el 60 al 100% de la cosecha. La enfermedad es causada por los hongos fitopatógenos Rhizoctonia solani, Phytophthora capsici y Fusarium ssp. Hasta el momento no se cuentan con variedades resistentes de chile contra estos hongos. De ellos se tiene interés en R. solani, que es un hongo necrotrófico, cuya forma infectiva es como micelio vegetativo, forma estructuras de resistencia llamados esclerocios, los cuales permanecen latentes por varios años en el suelo por lo cual es difícil de erradicar. La técnica de la hibridación supresiva substractiva (SSH) permite la identificación masiva de genes expresados diferencialmente durante una condición específica. Para el desarrollo de la SSH se emplearon cDNA de raíces de plántulas de chile inoculadas con R. solani (condición problema) y raíces de plántulas de chile (condición control), cosechadas a las 8 y 16 h. Los productos de la hibridación sustractiva fueron clonados, secuenciados y analizados obteniéndose un total de 200 unigenes, de 352 clonas secuenciadas. Los unigenes se clasificaron en diez categorías funcionales que incluyen: respuesta a estrés (9 %), defensa (9 %), mantenimiento y desarrollo celular (7 %), metabolismo (21 %), síntesis de proteínas (2 %), señalización (3 %), factores de transcripción (2 %), transporte (5 %), proteínas de función desconocida (16 %) y no reportadas (25 %). Se seleccionaron 16 unigenes para analizar la expresión transcripcional, los cuales codifican para: una alanina aminotransferasa, una esterasa de chile, una proteína inducida por TMV, una esterol desaturasa, una proteína de choque térmico, una S-adenosil metionina descarboxilasa, un factor de transcripción inducido por fosfatos, una ATPasa, una omega desaturasa, una epóxido hidrolasa, una subunidad α de E1 de la piruvato deshidrogenasa, una acetolactato sintasa, un inhibidor de la disociación de GDP, un factor de transcripción de la caja MADs, una lipoxigenasa y una caffeoil CoA Ometiltransferasa."

"México is one of the main producers of chili pepper in the world, and excels having the major genetic variability of Capsicum annuum. Chili pepper in conjunction with maize and common bean, are an important source in human nutrition of the people diet. However, the production of this crop is worldwide limited by fungal threats. Chili pepper root rot and damping off, constitute one of the most important diseases affecting the development and productivity of this crop, causing yield losses between 60 and 100%. This disease is caused by the phytopathogenic fungi Rhizoctonia solani, Phytophthora capsici and Fusarium ssp. Up to date, there are no reports of chili pepper resistant cultivars to these fungi. We are interested in R. solani, which is a necrotrophic fungi, that employs vegetative mycelia as its infective structure. It develops resistant structures called sclerotia, which remain many years in the field, being difficult to eradicate. Suppressive subtractive hybridization (SSH) technique, allows the massive identification of genes differentially expressed under a specific experimental condition. We developed an SSH library, using the cDNA obtained from roots inoculated with R. solani as tester and the cDNA from healthy chili pepper roots as driver, both collected at 8 and 16 h of interaction. PCR products obtained from the SSH were cloned, sequenced and analysed obtaining a total of 200 unigenes from 352 sequenced clones. These unigenes were classified into ten functional categories, including: stress responses (9%), defense (9%), cellular maintenance and development (7%), metabolism (21%), protein synthesis (2%), signaling (3%), transcription factors (2%), transport (5%), proteins of unknown function (16%) and non reported sequences (25%). We selected 16 unigenes for transcriptional profiling: an alanine aminotransferase, a pepper esterase, a TMV-induced protein, a sterol desaturase, a heat shock protein, an S-adenosylmethionine decarboxylase, a phosphate induced transcription factor, an ATPase, an omega desaturase, epoxide hydrolase, an E1 alpha subunit of pyruvate dehydrogenase, an acetolactate synthase, a GDP dissociation inhibitor, a Mads box transcription factor, a lipoxygenase and caffeoyl-CoA O methyltransferase."