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

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]