Sobreexpresión de genes en la interacción de Spongospora subterranea (Wallr.) Lagerh. y dos cultivares de Solanum phureja Juz. et. Buk

Abstract

Con el fin de contribuir a un mejor conocimiento de los mecanismos que rigen la interacción entre Solanum phureja Juz. et. Buk. y Spongospora subterranea (Wallr.) Lagerh, agente causal de la sarna polvosa de la papa, se realizó en esta investigación el análisis del transcriptoma de dos cultivares: Criolla Colombia (susceptible) y Criolla Latina (tolerante), mediante pirosecuenciación 454. Los resultados indicaron diferencias entre los genes sobreexpresados en cada cultivar ante la infección con el patógeno. En el cultivar susceptible, la respuesta ocurre a partir de la activación transcripcional de genes asociados a la integridad de la pared celular, transducción de señales y genes involucrados en la respuesta a diferentes tipos de estrés. Los genes que codifican para metalotioneína (3297 veces), fosfatasa 2C (2128 veces) y un inhibidor de pectinmetilesterasa (2127 veces) fueron los más sobreexpresados en este cultivar. Por su parte, en el cultivar tolerante los niveles de sobreexpresión de genes fueron moderados, con sólo dos genes (un gen putativo y α-Galactosidasa) siendo transcritos más de 1000 veces, con respecto a las plantas sin inocular. Estos resultados sugieren que la tolerancia a S. subterranea de este cultivar, incluye también mecanismos de defensa constitutivos. Finalmente, mediante ensayos de qRT-PCR se confirmó la sobreexpresión de tres de los genes identificados en el transcriptoma del cultivar Criolla Latina.

Palabras clave: NGS, PCR en tiempo real, sarna polvosa, transcriptoma.

GENE OVEREXPRESSION IN TWO CULTIVARS OF SOLANUM PHUREJA JUZ. ET. BUK. IN INTERACTION WITH SPONGOSPORA SUBTERRANEAN (WALLR.) LAGERH

ABSTRACT: For a better understanding of the molecular mechanisms involved in the interaction between Solanum phureja Juz. et. Buk. and Spongospora subterranean (Wallr.) Lagerh, the causal agent of powdery scab disease, a 454 transcriptome analysis was carried out using one susceptible (Criolla Colombia) and one tolerant (Criolla Latina) potato cultivars. The results revealed a marked difference in the overexpression pattern for each cultivar. In the susceptible cultivar, the response was based on the activation of genes associated with cell-wall integrity, signal transduction and stress-related genes. The most overexpressed genes were those coding for methalothionein (3297 times), phosphatase 2C (2128 times) and a pectin methylesterase inhibitor (2127 times). Overexpression in the tolerant cultivar was moderate with only two genes (a putative gene and á-Galactosidase) being transcribed more than 1000 times compared with the non-inoculated control suggesting an important constitutive defense response. Overexpression of three genes in the Criolla Latina transcriptome was confirmed by qRT-PCR.

Key words: NGS, powdery scab, real time PCR, transcriptome.