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Aplicaciones biotecnológicas del gen afp (Antifungical Protein) de Aspergillus giganteus para la protección de plantas frente a infección por patógenos

by Moreno Gonçalves, Ana Beatriz

Abstract (Summary)
RESUMEN: Las plantas están constantemente sometidas a estreses ambientales y los hongos son sus principales patógenos. Actualmente, el control de las enfermedades que causan se realiza utilizando compuestos químicos, generando impacto en el medio ambiente. Una alternativa es la obtención de plantas transgénicas resistentes. En un principio, la mayoría de los transgenes provenían de las propias plantas (genes involucrados en las respuestas de densa). Actualmente, y dada su reducida efectividad, se están identificando genes de defensa de otros organismos, como bacterias, insectos, animales y hongos. En este trabajo se ha evaluado la utilidad de la proteína AFP (antifungical protein), producida por el hongo del suelo Aspergillus giganteus, para actuar como agente antifúngico frente a fitopatógenos de geranio y arroz. Es una proteína con una estructura compacta y muy básica, que se secreta al espacio extracelular. Estudios anteriores ya habían demostrado su actividad antifúngica frente al hongo Botrytis cinerea, responsable de la enfermedad podredumbre gris en muchas plantas, especialmente las ornamentales. Los resultados revelan una fuerte actividad antifúngica, con inhibición tanto del desarrollo de las hifas como de la germinación de las esporas. Cuando se utiliza en combinación con la proteína cecropina A de lepidóptero, se observa un efecto aditivo entre ambas, lo que puede ser útil para desarrollar estrategias de expresión simultánea de ambos genes en plantas transgénicas. Además, la AFP inhibe el crecimiento de B. cinerea tanto in vitro como in vivo, en plantas de geranio. Por otra parte, el hongo Magnaporthe grises causa la enfermedad piricularosis en arroz. En este trabajo se ha desarrollado una estrategia para expresar el gen afp de manera inducible en plantas transgénicas de arroz con el fin de obtener plantas resistentes y evitar los posibles efectos negativos de una expresión constitutiva, como gasto metabólico y aceptación por los consumidores. Nuestros estudios indicaron que el promotor de un gen PR de maíz, el gen ZmPR4, es funcional e inducible por el hongo M. grisea en plantas de arroz. Este promotor controla la expresión del gen afp en niveles suficientes para conferir resistencia a la infección por este hongo en plantas transgénicas. Además este promotor no es activo en el endospermo de la semilla del arroz (órgano destinado al consumo), con lo que se evita que el producto del transgén se acumule en este tejido. Dado el potencial del gen afp para aplicación biotecnológica, se hacía necesario determinar su mecanismo de acción, así como sus posibles efectos sobre células animales o vegetales. Para eso, se han realizado diferentes estudios utilizando el hongo M. grisea. Mediante microscopía electrónica de transmisión y confocal, s eha observado que esta proteína es capaz de formar poros en la membrana del hongo, penetrando en la célula y acumulándose en el núcleo. Además, tiene la propiedad de interaccionar con ácidos nucleicos (DNA o RNA). Estros resultados sugieren que su mecanismo de acción se basa en una combinación de dos actividades: formación de poros en la membrana, e interacción con ácidos nucleicos. Se realizaron también ensayos con células vegetales (protoplastos de arroz) y humanas (células HeLa), que han permitido determinar que la proteína AFP no ejerce efecto nocivo significativo sobre ellas. Los resultados obtenidos permiten concluir que el gen afp es un buen candidato para ser utilizado como transgén en la protección de plantas de geranio y de arroz frente a los hongos Botrytis cinerea y Magnaporthe grisea, respectivamente. El promotor del gen ZmPR4 representa una buena opción para dirigir la expresión de genes antifúngicos en plantas transgénicas de arroz.
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Bibliographical Information:

Advisor:San Segundo de los Mozos, Blanca; Busquets Abió, Montserrat

School:Universitat de Barcelona

School Location:Spain

Source Type:Master's Thesis

Keywords:bioquímica i biologia molecular fac

ISBN:

Date of Publication:03/10/2006

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