Escudo de la República de Colombia Escudo de la República de Colombia

Manihot Biotec

Descripción

Investigar las bases moleculares que subyacen a la interacción entre yuca y el patógeno bacteriano Xanthomonas axonopodis pv. manihotis que produce la enfermedad bacteriosis vascular de la yuca (en ingles: cassava bacterial blight).


Líneas de Investigación

Genética de rasgos complejos de interés agronómico

Esta línea de investigación se centra en el estudio de la genética de rasgos cuantitativos (poligénicos) de interés agrícola en yuca como la resistencia a enfermedades, especialmente la bacteriosis vascular de la yuca, la producción de compuestos nutricionales y rasgos relacionados con la arquitectura y fenología del cultivo. Nuestro objetivo es  dilucidar la arquitectura genética de estos rasgos a través de metodologías como el mapeo genético, mapeo de QTL por ligamiento y por asociación, siempre haciendo uso de la diversidad. Además, buscamos explorar nuevas estrategias de fenotipificación de precisión y de genotipificación, validación funcional de genes candidatos y análisis de detección de posibles efectos pleitrópicos y epístáticos sobre los loci identificados para los rasgos estudiados.

Proyectos

  • Mapeo de genes de inmunidad en yuca.
  • Variabilidad alélica y expresión génica de genes candidatos de resistencia y su relación con la susceptibilidad a la bacteriosis.

Etnobiología de la yuca

la investigación de yuca y su contexto social

Los principales cultivadores de yuca son por lo general pequeños campesinos e indígenas. La investigación debe en consecuencia partir de ellos y llegar a ellos. Bajo este enfoque, el objetivo que buscamos alcanzar es conocer las historias de vida de estos protagonistas del cultivo de yuca, documentar el saber ancestral y la dimensión mágico-religiosa asociada a la yuca, conocer las prácticas agrícolas y sus efectos sobre producción y enfermedades. También pretendemos establecer como los productores se relacionan con el cultivo, cómo conocen, mantienen y emplean las variedades de yuca y a futuro desarrollar programas de fitomejoramiento participativo con miras a que ellos mismos desarrollen sus propias variedades.

Proyectos:

  • Dialoguemos para mejorar el cultivo de la yuca: Una formación académica participativa combinando reconstrucción del tejido social y prácticas culturales desde la perspectiva de la agrobiotecnología

Bases moleculares de las bases de la resistencia a la bacteriosis vascular de la yuca

Esta línea de investigación busca conocer los mecanismos moleculares que explican la interacción entre la yuca y la bacteria Xanthomonas axonopodis pv. manihotis (Xam) que causa la bacteriosis vascular en este cultivo. En una aproximación se estudia la acción de proteínas efectoras de Xam sobre variedades susceptibles y resistentes de yuca, con el fin de comprender los mecanismos que usa este patógeno para causar enfermedad. Por otro lado, se busca identificar las proteínas de resistencia en la yuca y caracterizar su mecanismo para reconocer efectores de Xam con el fin de implementar a futuro estos genes en programas de mejoramiento del cultivo frente a esta enfermedad.

Proyectos:

  • Uso de promotores inducibles con TALEs para la expresión de genes de resistencia autoactivos en plantas de yuca
  • Desarrollo e implementación del sistema in vitro para el estudio de la interacción yuca-Xanthomonas
  • Identificación y validación de genes ejecutores en yuca blancos de TALEs de la bacteria Xanthomonas axonopodis pv. manihotis

 

  • Estudio in planta de la interacción de la proteína RXAM2 de yuca con proteínas efectoras de Xanthomonas axonopodis pv. manihotis
  • Interactoma en el patosistema yuca-Xanthomonas axonopodis pv. manihotis: una red para aplicar en los programas de mejoramiento

 

  • Diversidad genética de efectores TAL de Xanthomonas axonopodis pv. manihotis e identificación de fuentes de genes de resistencia en yucca

Investigador Principal

Camilo Ernesto López Carrascal. PhD.

Profesor titular

Ext: 11328.

Edificio 421, Oficina 222.

Correo: celopezc@unal.edu.co

http://www.docentes.unal.edu.co/celopezc/


Publicaciones

Piezas divulgativas

Artículos

Artículos

  • Pérez, D., Mora Moreno, R. E., & López Carrascal, C. E. (2019). Conservación de la diversidad de yuca en los sistemas tradicionales de cultivo de la Amazonía. Acta Biológica Colombiana, 24(2), 202–212. doi.org/10.15446/abc.v24n2.75428
  • Bernal-Galeano, V., Ochoa, J. C., Trujillo, C., Rache, L., Bernal, A., & López, C. A. (2018). Development of a multiplex nested PCR method for detection of Xanthomonas axonopodis pv. manihotis in Cassava. Tropical Plant Pathology, 43(4), 341–350. doi.org/10.1007/s40858-018-0214-4
  • Vásquez, A. X., Soto Sedano, J. C., & López Carrascal, C. E. (2018). Unraveling the molecules hidden in the gray shadows of quantitative disease resistance to pathogens [Descifrando las moléculas ocultas en las sombras grises de la resistencia cuantitativa a patógenos]. Acta Biologica Colombiana, 23(1), 5–16. doi.org/10.15446/abc.v23n1.66487
  • Díaz Tatis, P. A., Herrera Corzo, M., Ochoa Cabezas, J. C., Medina Cipagauta, A., Prías, M. A., Verdier, V., … López Carrascal, C. E. (2018). The overexpression of RXam1, a cassava gene coding for an RLK, confers disease resistance to Xanthomonas axonopodis pv. manihotis. Planta, 247(4), 1031–1042. doi.org/10.1007/s00425-018-2863-4
  • Herrera, M., Portillo, D., Pulido, M. A., Díaz-Tatis, P. A., Ernesto, C., & López Carrascal, C. E. (2018). Estudio de la expresión de genes que codifican para putativas proteínas PRs en yuca (Manihot esculenta Crantz). Acta Biologica Colombiana, 23(3), 242–252. doi.org/http://dx.doi.org/10.15446/abc.v23n3.70878
  • Soto Sedano, C., Mora Moreno, R. E., Calle, F., & López Carrascal, C. E. (2017). QTL identification for cassava bacterial blight resistance under natural infection conditions. Acta Biológica Colombiana, 22(1), 19. doi.org/10.15446/abc.v22n1.57951
  • Restrepo Rubio, J. S., López Carrascal, C. E., & Melgarejo, L. M. (2017). Physiological behavior of cassava plants (Manihot esculenta Crantz) in response to infection by Xanthomonas axonopodis pv. manihotis under greenhouse conditions. Physiological and Molecular Plant Pathology, 100, 136–141. doi.org/10.1016/j.pmpp.2017.09.004
  • Soto Sedano, J. C., Mora Moreno, R. E., Mathew, B., Léon, J., Gómez Cano, F. A., Ballvora, A., & López Carrascal, C. E. (2017). Major Novel QTL for Resistance to Cassava Bacterial Blight Identified through a Multi-Environmental Analysis. Frontiers in Plant Science, 8(July), 1–13. doi.org/10.3389/fpls.2017.01169
  • Chavarriaga-Aguirre, P., Brand, A., Medina, A., Prías, M., Escobar, R., Martinez, J., … Tohme, J. (2016). The potential of using biotechnology to improve cassava: a review. In Vitro Cellular and Developmental Biology - Plant, 52(5), 461–478. doi.org/10.1007/s11627-016-9776-3
  • Díaz Tatis, P., Zárate, C. A., Bernal Giraldo, A., & López Carrascal, C. (2016). Infección de callo embriogénico friable de yuca con Xanthomonas axonopodis pv. manihotis (Xam). Revista Colombiana de Biotecnología, 18(2), 66. doi.org/10.15446/rev.colomb.biote.v18n2.61523
  • Hutin, M., Pérez-Quintero, A. L., Lopez, C., & Szurek, B. (2015). MorTAL Kombat: the story of defense against TAL effectors through loss-of-susceptibility. Frontiers in Plant Science, 6(July). doi.org/10.3389/fpls.2015.00535
  • Soto, J. C., Ortiz, J. F., Perlaza-Jiménez, L., Vásquez, A. X., Lopez-Lavalle, L. A. B., Mathew, B., … López, C. E. (2015). A genetic map of cassava (Manihot esculenta Crantz) with integrated physical mapping of immunity-related genes. BMC Genomics, 16(1), 1–16. doi.org/10.1186/s12864-015-1397-4
  • López, C., Mora Moreno, R. E., & Soto, J. C. (2015). IDENTIFICACIÓN DE QTLs ASOCIADOS A CARACTERES DE ARQUITECTURA VEGETAL EN YUCA (Manihot esculenta). Acta Biológica Colombiana, 21(1), 99–109. doi.org/10.15446/abc.v21n1.49251
  • Sandino, T., López-kleine, L., López, C., & Marquínez, X. (2015). Caracterización de la respuesta morfológica de variedades susceptibles y resistentes de yuca (Manihot esculenta Crantz) a la bacteriosis vascular causada por Xanthomonas axonopodis pv. manihotis Tamara. Summa Phytopathol, 41, 94–100.
  • Díaz-Tatis, P. A., López-carrascal, C. E., Trujillo-Bernal, C. A., & Bernal-Giraldo, A. j. (2014). Regula Negativamente Genes Relacionados Con Metabolismo Y Defensa En Hojas De Yuca and Defense Genes in Cassava. Actualidades Biológicas, Volumen 37, 245–254.
  • Muñoz-Bodnar, A., Perez-Quintero, A. L., Gomez-Cano, F., Gil, J., Michelmore, R., Bernal, A., … Lopez, C. (2014). RNAseq analysis of cassava reveals similar plant responses upon infection with pathogenic and non-pathogenic strains of Xanthomonas axonopodis pv. manihotis. Plant Cell Reports, 33(11), 1901–1912. doi.org/10.1007/s00299-014-1667-7
  • Cort??s, S., Cort??s, J. D., Ladino, J. J., Chavarriaga, P., & L??pez, C. (2014). Silenciamiento de genes de la ruta de bios??ntesis de almid??n en yuca. Acta Agronomica, 63(3). doi.org/10.15446/acag.v63n3.40650
  • Román, V., Bossa-Castro, A. M., Vásquez, A., Bernal, V., Schuster, M., Bernal, N., & López, C. (2014). Construction of a cassava PR protein-interacting network during Xanthomonas axonopodis pv. manihotis infection. Plant Pathology, 63(4), 792–802. doi.org/10.1111/ppa.12155
  • Trujillo, C. A., Ochoa, J. C., Mideros, M. F., Restrepo, S., López, C., & Bernal, A. (2014). A Complex Population Structure of the Cassava Pathogen Xanthomonas axonopodis pv. manihotis in Recent Years in the Caribbean Region of Colombia. Microbial Ecology, 68(1), 155–167. doi.org/10.1007/s00248-014-0411-8
  • Vásquez, A., & López, C. (2014). In silico genome comparison and distribution analysis of simple sequences repeats in cassava. International Journal of Genomics, 2014(class I). doi.org/10.1155/2014/471461
  • Leal, L. G., López, C., & López-Kleine, L. (2014). Construction and comparison of gene co-expression networks shows complex plant immune responses. PeerJ, 2, e610. doi.org/10.7717/peerj.610
  • Muñoz, A., Mariel, L., Gómez, C., Bernal, A., Szurek, B., Ernesto, C., & Carrascal, L. (2014). Xanthomonas axonopodis pv . manihotis ON CASSAVA PLANTS Comparación de métodos de inoculación para evaluar el crecimiento de Xanthomonas axonopodis pv . manihotis en plantas de yuca. Acta Biologica Colombiana, 20(2), 47–55. doi.org/10.15446/abc.v20n2.43130
  • Díaz-Tatis, P. A., Bernal, A. J., & López, C. E. (2014). Transient GUS gene expression in cassava (Manihot esculenta Crantz) using Agrobacterium tumefaciens leaf infiltration. Revista MVZ Córdoba, 19(3), 4338–4349.
  • Muñoz Bodnar, A., Bernal, A., Szurek, B., & López, C. E. (2013). Tell me a tale of TALEs. Molecular Biotechnology, 53(2), 228–235. doi.org/10.1007/s12033-012-9619-3
  • Castiblanco, L. F., Gil, J., Rojas, A., Osorio, D., Gutiérrez, S., Muñoz-Bodnar, A., … Bernal, A. J. (2013). TALE1 from Xanthomonas axonopodis pv. Manihotis acts as a transcriptional activator in plant cells and is important for pathogenicity in cassava plants. Molecular Plant Pathology, 14(1), 84–95. doi.org/10.1111/j.1364-3703.2012.00830.x
  • Enciso-Rodríguez, F. E., González, C., Rodríguez, E. A., López, C. E., Landsman, D., Barrero, L. S., & Mariño-Ramírez, L. (2013). Identification of Immunity Related Genes to Study the Physalis peruviana - Fusarium oxysporum Pathosystem. PLoS ONE, 8(7), 1–11. doi.org/10.1371/journal.pone.0068500
  • Pérez-Quintero, A. L., Rodriguez-R, L. M., Dereeper, A., López, C., Koebnik, R., Szurek, B., & Cunnac, S. (2013). An Improved Method for TAL Effectors DNA-Binding Sites Prediction Reveals Functional Convergence in TAL Repertoires of Xanthomonas oryzae Strains. PLoS ONE, 8(7). doi.org/10.1371/journal.pone.0068464
  • Arrieta-Ortiz, M. L., Rodríguez-R, L. M., Pérez-Quintero, Á. L., Poulin, L., Díaz, A. C., Rojas, N. A., … Bernal, A. (2013). Genomic survey of pathogenicity determinants and VNTR markers in the cassava bacterial pathogen Xanthomonas axonopodis pv. manihotis strain CIO151. PLoS ONE, 8(11). doi.org/10.1371/journal.pone.0079704
  • Leal, L. G., Perez, Á., Quintero, A., Bayona, Á., Ortiz, J. F., Gangadharan, A., … López-Kleine, L. (2013). Identification of Immunity-related Genes in Arabidopsis and Cassava Using Genomic Data. Genomics, Proteomics and Bioinformatics, 11(6), 345–353. doi.org/10.1016/j.gpb.2013.09.010
  • P, A. L. (2013). Identification of ta-siRNAs and cis-nat-siRNAs in cassava and their roles in response to cassava bacterial blight. Genomics, Proteomics & Bioinformatics, 11(3), 172–181. doi.org/10.1016/j.gpb.2013.03.001
  • López-Kleine, L., Leal, L., & López, C. (2013). Biostatistical approaches for the reconstruction of gene co-expression networks based on transcriptomic data. Briefings in Functional Genomics, 12(5), 457–467. doi.org/10.1093/bfgp/elt003
  • Pérez-quintero, & López, C. E. (2013). IDENTIFICACIÓN DE ELEMENTOS cis-REGULATORIOS Y PREDICCIÓN BIOINFORMÁTICA DE FACTORES DE TRANSCRIPCIÓN INVOLUCRADOS EN LA REGULACIÓN DE miARNs EN PLANTAS. Acta Biol. Colomb, 18, 107–120.
  • Soto, J., & López, C. (2012). RNA-seq: herramienta transcriptómica útil para el estudio de interacciones planta-patógeno. Fitosanidad, 16(2), 101–113. doi.org/http://www.redalyc.org/articulo.oa Cómo
  • Pérez-Quintero, Á. L., Quintero, A., Urrego, O., Vanegas, P., & López, C. (2012). Bioinformatic identification of cassava miRNAs differentially expressed in response to infection by Xanthomonas axonopodis pv. manihotis. BMC Plant Biology, 12(1), 29. doi.org/10.1186/1471-2229-12-29
  • López, C. E., & Bernal, A. J. (2012). Cassava Bacterial Blight: Using Genomics for the Elucidation and Management of an Old Problem. Tropical Plant Biology, 5(1), 117–126. doi.org/10.1007/s12042-011-9092-3
  • Pérez-Quintero, Á. L., Sablok, G., Tatarinova, T. V., Conesa, A., Kuo, J., & López, C. (2012). Mining of miRNAs and potential targets from gene oriented clusters of transcripts sequences of the anti-malarial plant, Artemisia annua. Biotechnology Letters, 34(4), 737–745. doi.org/10.1007/s10529-011-0808-0
  • Ochoa, J. C., Chavarriaga, P., & López, C. (2012). Embriogénesis somática y producción de callo embriogénico friable de dos cultivares de yuca ( Manihot esculenta Crantz ) Somatic Embryogenesis and friable embryogenic callus production in two cassava cultivars ( Manihot esculenta Crantz ). Rev Colomb Biotecnol, XIV(2).
  • Andrea, V., & López, C. E. (2012). Identificación de polimorfismos en genes candidatos de resistencia en yuca (Manihot esculenta Crantz). Acta Agronomica, 61, 133–142.
  • ROMAN REYNA, V., & López, C. E. (2012). ANÁLISIS GENÓMICO-FUNCIONAL DE PROTEÍNAS CON DOMINIOS TIR EN YUCA. Acta Biológica Colombiana, 17, 559–574. Retrieved from revistas.unal.edu.co/index.php/actabiol/article/view/32320
  • Ests, A. D. E., Manihot, D. E. Y., Zapata, A., Mecánico, I., & Neme, R. (2011). UNA HERRAMIENTA PARA EL DESCUBRIMIENTO DE GENES Analysis of Cassava ( Manihot esculenta ) ESTs : A Tool for the Discovery of Genes. Acta Biologica Colombiana, 16(1), 95–108.
  • López, C. (2011). DESCIFRANDO LAS BASES MOLECULARES DE LA RESISTENCIA CUANTITATIVA Deciphering the Molecular Bases of Quantitative Resistance. Acta Biologica Colombiana, 16, 3–13. doi.org/10.1007/BF02337515
  • Sablok, G., Pérez-Quintero, Á. L., Hassan, M., Tatarinova, T. V., & López, C. (2011). Artificial microRNAs (amiRNAs) engineering - On how microRNA-based silencing methods have affected current plant silencing research. Biochemical and Biophysical Research Communications, 406(3), 315–319. doi.org/10.1016/j.bbrc.2011.02.045
  • Contreras, E., & López, C. (2011). Identification of polymorphisms in RXam2 a cassava bacterial blight resistance gene candidate. Rev Colomb Biotecnol, 13(2), 63–69.
  • Gil, J., Bohórquez, L., Castiblanco, L. B., Bernal, A., & López, C. E. (2011). The PthB Protein from Xanthomonas axonopodis pv . Manihotis is an Autoactive in Yeast Two-Hybrid Assays. Acta Biologica Colombiana, 16(1), 109–119.
  • Álvaro, P. Q., Rafik, N., Andrés, Z., & Camilo, L. (2010). Plant microRNAs and their role in defense against viruses: a bioinformatics approach. BMC Plant Biology, 10. Retrieved from www.doaj.org/doaj
  • Cortés, S., López, C., & Ph, D. (2010). Estrategias de Silenciamiento Génico en Yuca para la Validación de Genes de Resistencia. Acta Biológica Colombiana, 15, 203–218.
  • Cortes, S., Lopez, C., & Chavarriaga, P. (2010). BIOCOMBUSTIBLES Y BIOTECNOLOGÍA: LA YUCA (Manihot esculenta) COMO MODELO DE INVESTIGACIÓN. Acta Biológica Colombiana, 15(1), 3–24. Retrieved from revistas.unal.edu.co/index.php/actabiol/article/view/13940/14662
  • Perez-Quintero, A. L., & López, C. E. (2010). Artificial microRNAs and their applications in plant molecular biology. Acta Agronomica, 28, 375–283.
  • Pérez Quintero, Á. L., Zapata, A., & López, C. (2010). Identificación de miARNs conservados en Yuca ( Manihot esculenta ). Acta Biológica Colombiana, 15, 1–45.
  • González, C. P. D. (2008). Construcción de una librería de adnc en yuca: biotecnológico del cultivo Cassava cDNA Library Construction : One Tool for Biotechnological Development of the Crop. Acta Biologica Colombiana, 13(2), 189–202.

Eventos

Colecciones e Investigadores asociados


Proyectos

Mapeo de genes de inmunidad en yuca

La yuca (Manihot esculenta) se constituye en la base de la alimentación para más de 1000 millones de personas en el mundo, considerándose por esta razón como uno de los principales productos de seguridad alimentaria. La producción de yuca puede verse severamente comprometida por las enfermedades ocasionadas por diferentes patógenos. Para defenderse de las infecciones virales, bacterianas y fúngicas, las plantas han desarrollado un grupo de proteínas encargadas de reconocer moléculas específicas de los patógenos. Este reconocimiento desencadena una respuesta de defensa que evitan la multiplicación y colonización de los patógenos en las plantas. Las proteínas de inmunidad, a pesar de provenir de especies vegetales muy distintas y conferir resistencia a patógenos diversos, presentan unos pocos dominios conservados. La mayoría de las proteínas de inmunidad presentan dominios de tipo LRR (leucin rich repeats), NBS (nucleotide binding site), TIR (toll interleukin related), LysM y kinasa. Con la reciente liberación de la secuencia completa del genoma de yuca se desarrolló una estrategia basada en herramientas bioinformáticas para predecir la presencia de dominios conservados en el proteoma de yuca. Este análisis permitió la identificación de 1041 putativas proteínas de inmunidad. A partir de los genes que codifican estas proteínas se diseñaron 58 primers para amplificar secuencias correspondientes a ellos en las variedades TMS30572 (madre) y CM2177-2 (padre) empleadas en la construcción del mapa genético de yuca y evaluar el nivel de polimorfismos en los parentales. De los 58 primers diseñados, solo se logró obtener información para 17 de ellos, lo que permitió detectar 70 polimorfismos entre los parentales. Posteriormente se aplicó la estrategia de GBS (Genotipaje por Secuenciación), para secuenciar parcialmente el genoma de los parentales y de la población F1 segregante mediante Ilumina. Este análisis permitió detectar cerca de 80 mil SNPs, de los cuales 5000 cumplieron los criterios para ser empleados en mapeo. Estos datos permitieron la construcción de un mapa genético de yuca conteniendo mas de dos mil marcadores con una distancia entre marcadores de solo 1.26cM. Posteriormente se realizó un análisis de QTL para determinar regiones del mapa asociadas con la resistencia a las cepas de Xam 318 y 618, para las cuales los parentales mostraron un fenotipo contrastante. Este análisis permitió la identificación de 29 QTLs que explican entre el 11 y 18% de la resistencia a la bacteriosis vascular. Finalmente se realizó un análisis de transcriptomica para el estudio de la respuestas de resitencia en el parental TMS30572 frente a la cepa Xam 318. En total se identificaron  97, 151 y 154 expresados diferencialmente a 24 horas post inoculación, 3 y 5 días post-inoculación.

Desarrollo de plantas de yuca (Manihot esculenta Crantz) resistentes a bacteriosis vascular

El conocimiento de las bases moleculares de la resistencia ha permitido el desarrollo de diversas estrategias de mejoramiento muchas de ellas basadas en transformación genética estable. En el caso de la papa, una de las estrategias más empleadas ha sido la introducción de genes R provenientes de especies silvestres. Alternativamente, la transferencia de genes entre especies filogenéticamente cercanas ha permitido el desarrollo de plantas resistentes a bacteriosis en monocotiledóneas. De manera similar, otra estrategia ha sido la introducción de genes R provenientes de organismos filogenéticamente distantes, como es el caso de la transferencia de Bs2 de pimentón a naranja, lo cual es imposible mediante mejoramiento genético tradicional. Al igual que otras enfermedades bacterianas, la bacteriosis vascular de la yuca es difícil de controlar mediante el uso de pesticidas. Una alternativa es la identificación de genes de resistencia de amplio espectro y su transferencia a cultivares élite comerciales mediante fito-mejoramiento o transformación genética estable.


Generación de variedades de yuca con resistencia durable a bacteriosis vascular empleando el gen Xa21 de arroz (Colciencias)

En yuca se ha reportado la presencia de un QTL que explica el 13% de la resistencia a la cepa CIO136 de Xam. En la región del QTL hemos identificado el gen denominado RXam1 el cual codifica para una proteína con un dominio LRR extracelular  y un dominio kinasa citoplasmatico, estructura similar a la que presentan varios PRRs previamente reportados. En este proyecto se realizó la transformación genética estable de plantas de yuca de la variedad 60444 con el gen RXam1 proveniente de una variedad de yuca resistente. La construcción contenía el gen bajo el promotor constitutivo 35S y el terminado NOS. Se lograron desarrollar varias líneas transgénicas que se caracterizaron por southern blot y PCR. Se seleccionaron tres líneas transgénicas para estudiar la sobreexpresión del gen RXam1, encontrando que las tres tienen un alto nivel de expresión. Finalmente las plantas transgénicas se inocularon con dos cepas de Xam, CIO136 y CIO151 encontrando que las plantas transgénicas sobreexpresando el gen RXam1 no fueron resistentes a la cepa CIO151 pero si a la cepa CIO136. Estos resultados indican que el gen RXam1 de yuca es un gen de resistencia a la bacteriosis vascular siendo el primer gen de resistencia a enfermedades identificado en yuca. Este gen podrá ser introgresados en las líneas comerciales de yuca a través de programas de mejoramiento convencional o biotecnológicos.


Validación funcional de RXam2, gen que codifica para una proteína NB-LRR

En el patosistema yuca-Xam son escasas las investigaciones dirigidas a elucidar los mecanismos moleculares que gobiernan esta interacción. Resultados preliminares en nuestro grupo de investigación sugieren la presencia de un gen de resistencia a bacteriosis vascular, denominado RXam2. La utilización de primers degenerados para dominios conocidos en otras proteínas de resistencia como el dominio NB, permitió la identificación de varios RGCs (resistance genes candidates) y el mapeo de algunos en yuca. Posteriores análisis, mostraron la colocalización de uno de éstos (el cual fue llamado RXam2) con un QTL (quantitative trait loci) que explica un  62% de la resistencia ante la cepa CIO151. Con la disponibilidad de la secuencias del genoma de yuca, se logró identificar que este gen codifica para una proteína de tipo NB-LRR (Nucleotide-Binding Leucine-Rich Repeat). Con el fin de realizar la validación funcional de este gen, en primera instancia se desarrollaron plantas transgénicas de yuca que presentan un fragmento del gen en antisentido para silenciamiento génico de RXam2 mediante RNAi. Adicionalmente, se sobre-expresó el gen bajo el promotor fuerte 35S. Resultados preliminares muestran que el silenciamiento del gen genera mayor susceptibilidad a varias cepas de Xam.

Transferencia del gen Bs2 de pimentón a yuca

La secuencia del genoma de Xam ha permitido la identificación de un efector similar a AvrBs2 el cual es conservado y ubicuo en varias especies de Xanthomonas. La proteína AvrBs2 de Xanthomonas euvesicatoria es reconocida por la proteína de resistencia Bs2 de pimentón, la cual posee los dominios NB-LRR (Nucleotide Binding-Leucine Rich Repeats). Estudios previos han mostrado que la transferencia de Bs2 en tomate confiere resistencia a Xanthomonas euvesicatoria. Nuestro objetivo principal es la generación de resistencia durable y de amplio espectro a la bacteriosis empleando el gen Bs2 de pimentón. Para esto se clonó el gen Bs2 bajo el promotor constitutivo 35S en el vector binario pCAMBIA1305.2 y se transformó callo embriogénico friable de la variedad susceptible de yuca cv. 60444. Resultados preliminares muestran que las plantas expresan el transgen y producen constitutivamente especies de oxígeno reactivas. Esto sugiere una activación constitutiva de las respuestas de defensa en yuca.


Búsqueda de genes de resistencia y susceptibilidad en yuca: blancos de efectores TALs de la bacteria Xanthomonas axonopodis pv. manihotis

Las bacterias fitopatógenas del género Xanthomonas son las causantes de enfermedades en más de 200 especies vegetales incluyendo plantas de gran importancia alimentaria incluida la yuca. Estas bacterias infectan la célula vegetal utilizando proteínas efectoras que son inyectadas dentro de las células por el sistema de secreción tipo 3 (T3SS) con el fin de manipular la fisiología y la defensa vegetal para crear un ambiente propicio para su crecimiento dentro del hospedero. Uno de los mecanismos que emplea Xanthomonas para infectar la planta es emplear proteinas efectoras similares a activadores transcripcionales denominados TALEs (por sus siglas en inglés: Transcriptional Activator Like Effector). Los TALEs se caracterizan por tener un dominio NLS (del inglés Nuclear Localization Domain) el cual dirige la proteína hacia el interior del núcleo, un dominio AD (del inglés Activation Domain) típico de factores de transcripción y un dominio central variable formado por una serie de repeticiones de 33 a 35 aminoácidos donde las posiciones 12 y 13 determinan la especificidad de la unión del efector a una región promotor. Los blancos de los TALEs pueden ser: genes cuya inducción favorece el crecimiento bacteriano, en este caso son denominados genes de susceptibilidad (genes S) y provocan enfermedad en la planta huesped ó genes que contribuyan a la activación de la inmunidad vegetal, que en este caso han sido denominados genes ejecutores (genes R).



Búsqueda de genes ejecutores de TALE1Xam

La bacteria Xanthomonas phaseoli pv. manihotis (Xpm) es el agente causal de la bacteriosis vascular de la yuca. Esta enfermedad puede causar perdidas que alcanzan el 70-100% de la producción en tres ciclos de producción. Para causar enfermedad esta bacteria emplea proteínas TAL que son introducidas al núcleo de la célula vegetal y se unen al promotor de genes blanco cuya inducción favorece el crecimiento bacteriano. En este trabajo logramos identificar que un TAL particular de Xpm, denominado TAL15, es capaz de inducir una respuesta de inmunidad en planta, la cual se produce como consecuencia de la re-programación de la expresión génica. Logramos identificar cinco genes candidatos que son blanco de este TAL15 y que pueden corresponder a genes de resistencia o "Ejecutores".


PAthogen-Informed sustainable resistance of cassava against Xanthomonas PAIX

Página en construcción...


Contacto y Ubicación

Departamento de Biología, Edificio 421

Oficina 222.

Laboratorios 150 y 215C.

Ext: 11328