FRIJOL (PHASEOLUS VULGARIS L.) CV. FLOR DE MAYO ANITA

FRIJOL (PHASEOLUS VULGARIS L.) CV. FLOR DE
MAYO ANITA CON TOLERANCIA DE AMPLIO
ESPECTRO A HONGOS FITOPATÓGENOS.
FOINS 0159071
María Alejandra Mora Avilés, Ph.D.
Agosto 2, 2012.
ESTADOS PRODUCTORES
>1.1 millones de ton.
11%
16%
13%
25%
7%
262,836 ton.
De 70,000 a 163,000 ton.
De 5,000 a 30,000 ton.
Menos de 5,000 ton.
7%
Fuente: SIAP SAGARPA 2011
ESPECIES DOMESTICADAS
Tipos de Clima
P. leptostachyus
• 20
P. coccineus
• 19
P. lunatus
• 17
P. acutifolius
• 14
P. vulgaris
• 8
De los 28 tipos de clima, Phaseolus se encuentra
en 26 de ellos (López-Soto et al., 2005).
HIBRIDACIÓN INTERESPECÍFICA
P. acutifolius
-Rescate de
embriones
-Estéril
P. vulgaris
(7.4% alogamia*)
-Rescate de
embriones
-Estéril
*(Miranda, 1971)
P. lunatus
P. coccineus
-Híbridos con
progenitor ♀
usualmente
abortan.
RETO
• Clima (agua, temperaturas extremas)
• Suelo (toxicidad por aluminio, deficiencia
de fosfato).
• Calidad nutricional (contenido de
minerales)
• Plagas (gorgojo, araña roja, mosquita)
• Enfermedades (antracnosis, patógenos
de raíz, roya, virus)
Fuente: FAO, 2009
MEJORAMIENTO BIOTECNOLÓGICO
Rescate de
embriones en cruzas
con parientes
distantes
Identificación de
marcadores
Identificación de
genes/factores
de transcripción
Regeneración y
modificación
genética
RAZONAMIENTO
• Frijol, especie autógama
• Cultivo susceptible a patógenos
• Mejoramiento encaminado a resistencia vertical
(gen x gen)
• Necesidad de generar tecnología nacional
disponible para el mejorador y el agricultor.
OBJETIVOS
• Generación de líneas de frijol
modificadas genéticamente con
resistencia/tolerancia a factores
bióticos y abióticos.
DEFENSINAS
• Péptidos antimicrobianos conformados de 45 a 54
aminoácidos.
• Respuesta del sistema inmune de vertebrados,
invertebrados y plantas.
• Proteínas generadas de un solo gen (eficientes) con
limitado aporte de energía y biomasa.
• Presentan efectos inhibitorios de crecimiento sobre un
gran número de hongos.
De Oliveira y Moreira, 2009
ACTIVIDAD BIOLÓGICA DE DEFENSINAS
pdf1.2
• Actividad ocurre en la membrana plasmática (Thevissen et al.,
1996).
• Se ha demostrado que las defensinas de rábano (Rs-AFP2) y dalia
(Dm-AMP1) inducen el influjo de Ca +2 y eflujo de K+ cuando se
adhieren a las hifas de hongos .
3.
SOBRE EXPRESIÓN DE DEFENSINAS
• Defensina de rábano confirió resistencia a Alternaria
longipes en tabaco (Terras et al. 1995) y en tomate a
Alternaria solani (Parashina et al. 2000).
• Defensina de chícharo cierta tolerancia a
Leptosphaeria maculans en canola (Wang et al.
1999).
• Defensina de alfalfa resistencia robusta a Verticillium
dahliae en papa (Gao et al. 2000).
FRIJOL cv. FLOR DE MAYO ANITA
2003
Javier Zaragoza Castellanos Ramos / Horacio
Guzmán Maldonado / José de Jesús Muñoz
Ramos / Jorge Alberto Acosta Gallegos
FLOR DE MAYO ANITA, NUEVA VARIEDAD DE
FRIJOL PARA LA REGIÓN CENTRAL DE MÉXICO
Revista Fitotecnia Mexicana, julio-septiembre,
año/vol. 26, número 003
Sociedad Mexicana de Fitogenética, A.C.
Chapingo, México
pp. 209-211
Resistente a biotipos de VMC, resistencia mediaalta a las razas de roya de la región central de
México y moderadamente resistente al tizón
común
EXTRACCIÓN Y DISECCIÓN DE EMBRIONES
5
3
4
PROCESO DE REGENERACIÓN IN VITRO DE FRIJOL
A
4-7 días MI DD
B
10 días MI DD
30 días en MEE
Hojas dif. 6 mm ancho
MI DD
25 días MI DD
E
D
C
F
5-7 cm alto, 2-3 hojas
trif. 55 DD
G
15 cm alto
CONSTRUCCIÓN
RB
nos-p
nptII
nos- t
P352-S
pdf 1.2
rbcsS-E9 LB
Construcción T-DNA en vector pKYLX80. RB: Borde derecho; nos-p: promotor
nopalin sintasa; nptII: gen de selección neomicin fosfotransferasa (resistencia
a kanamicina (kan)); nos-t: terminador nopalin sintasa; P352S: Promotor
CaMV35S; pdf1.2: Defensina de A. thaliana; rbcsS-E9: terminador ribulose1,5-bifosfate carboxylase de chícharo; LB: borde izquierdo.
RESULTADOS
Tejido resistente
a kanamicina
Raíces
Cámara de crecimiento
25° C
1 mes después de transplantar a
invernadero
CARACTERIZACIÓN MOLECULAR
Amplificación de genes por
PCR punto final. 35S, nptII y
pdf1.2
Amplificación por PCR-Q
pdf1.2.
Expresión transcripcional por
PCR-Q pdf1.2.
Hojas de frijol de plantas T0 de frijol
inoculadas con C. lindemuthianum 1472
1
Línea
Superficie
cubierta con
lesiones1 E.E
C-
80.0 13.5
a2
CT
82.0 12.0
a
L2
50.0 8.9
b
L3
82.5 13.5
a
L4
67.5 13.5
a
L7
36.8 7.8
b
L9
33.3 7.8
b
Promedio de superficie de hoja cubierta con lesiones (10 días después
de inoculación). L2, L3, L4, L7 y L9 = Líneas transformadas; -C = Planta
no transformada; CT= Control de transformación
2 Análisis de comparación de medias Tukey
= 0.05
a
b
Inoculación de C. lindemuthianum patotipo 1472 sobre planta de frijol
variedad Flor de Mayo Anita genéticamente modificada (a) y planta control (b). Las
flechas indican la presencia de masas de esporas en peciolos.
Plantas T3 de frijol de FMA-pdf1.2 inoculadas
con C. lindemuthianum
0
50
45
1
Número de plantas
40
V
FMA
L2
L3
L7
L9
35
30
25
20
15
10
5
0
2
448
1472
0
3
448
1472
1
448
1472
2
448
1472
3
Cepa
Daño
Plantas T3 de frijol de frijol inoculadas con C.
lindemuthianum
FMA
L2
L9
INOCULACIÓN CON PATÓGENOS DE RAÍZ
Muestreo a
los 10 cm y
a los 15 cm
de perfil del
suelo
BIOENSAYO FMA-PDF1.2 T4
• Fusarium lateritium
• Rhizoctonia solani
• Verticillium spp
Líneas pdf1.2
Montcalm
FMA
F. latertium 1 x 105
Reinoculación 2 x 105
ESCALA VISUAL
1= 0%
2= 1-5%
3= 6-10%
4= 11-25%
5= 26-35%
6= 36-50%
7= 51-65%
8= 66-75%
9= > del 75%
del hipocotilo y
tejido de la raíz
con lesiones
Sánchez-García, 2006; CIAT, 1987
INOCULACIÓN 1 X 105 CONIDIOS
6
5
Valores de Resistencia
1= 0%
2= 1-5%
3= 6-10%
4= 11-25%
5= 26-35%
6= 36-50%
7= 51-65%
8= 66-75%
9= > del 75%
del hipocotilo y
tejido de la raíz
con lesiones
A
A
4
BC
3
C
BC
BC
L4
L7
C
2
1
0
FMA
L2
L3
Poblaciones
L9
Montcalm
REINOCULACIÓN 2.5 X 105 CONIDIOS
7
Valores de Resistencia
6
A
A
BC
5
BC
C
C
C
L7
L9
4
3
2
1
0
FMA
L2
L3
L4
Poblaciones
Montcalm
INOCULACIÓN CON Glomus intraradices
Tratamiento
C
Ci
Infección radical (%)
R1
R2
R3
Frijol FJM*
0
0
0
Frijol FMA
0
0
0
Frijol FJM i
25
25
50
Frijol FMA i
25
25
25
L2-448 i
0
0
0
L2-1472 i
25
0
0
L3-1472 i
25
0
25
L4-1472 i
25
0
0
L9-448 i
0
25
0
L9-1472 i
0
0
0
* FJM: Flor de junio Marcela, FMA: Flor de mayo Anita, i: Inoculado con Glomus
intraradices. Tres repeticiones con 3 plantas cada una
Dr. Grageda et al., 2011
FMA
L9
PERSPECTIVAS
• Caracterización molecular (proteína, secuencias
flanqueantes, otros) Convenio SENASICA-INIFAP
dPCR.
• Análisis proximal, de equivalencia sustancial,
digestibilidad, alergenicidad y toxicidad
• Análisis de riesgo (salud, ambiental, agronómico)
PARTICIPANTES
•
Anareli Quintero
•
Mayela Sucedo
•
Pablo Delgado
•
Fernando García
•
Miriam Guía
•
Juan Ayala
•
Martha Tovar
•
Virginia Cabrera
•
Baltazar Tula
• Oscar Grageda
•
•
•
•
Saúl Fraire (UAZ)
Roberto Gaxiola (U. Arizona)
Gabriel Iturriaga (UAEM)
Miguel Gómez Lim (CINVESTAV)
• Bertha Sánchez
• Elsa Espinosa
• Horacio Guzmán
• Jorge Acosta
• Mario González
• Emiliano Villordo
GRACIAS
[email protected]