Estudio del sistema Solanum commersonii-Ralstonia solanacearum enfocado a la búsqueda de marcadores de resistencia

SOLANUM COMMERSONII

RALSTONIA SOLANACEARUM

MARCADORES MOLECULARES

TESIS DE DOCTORADO

En los ultimos anos la produccion de papa en el Uruguay se ha visto muy afectada por la bacteria Ralstonia solanacearum, causante de la enfermedad conocida como murchera. Los esfuerzos tendientes al desarrollo de nuevas variedades de papa con caracterlsticas mejoradas, ubican a la especie silvestre Solanum commersonii Dun. como uno de 105 recursos nativos mas valiosos a ser usados en mejoramiento. Nuestro pais constituye un importante reservorio de diversidad de esta especie silvestre, cuyo potencial ha side evaluado en forma preliminar, pero que no se ha integrado en forma sistematica a un banco de germoplasma. Uno de 105 objetivos centrales de esta tesis consisti6 en evaluar la diversidad genetica de S. commersonii mediante la utilizacion de marcadores moleculares RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA), AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism) y SSR (Simple Sequence Repeats). Se analizaron 30 accesiones colectadas en distintas regiones del pais. Los tres tipos de marcadores demostraron ser herramientas utiles para el estudio de la diversidad genetica de la especie S. commersoni~ generando resultados con elevada reproducibilidad y confiabilidad. EI analisis SSR fue el metodo que revelo un mayor nivel de polimorfismo, mientras que 105 marcadores AFLP y RAPD presentaron un mayor poder de discriminacion entre las accesiones analizadas. Los resultados de similitud genetica muestran un patron de agrupamiento c1aramente relacionado con el origen geogrclfico de las accesiones, revelando la existencia de dos grupos bien diferenciados provenientes de la zona norte y sur del Uruguay. Tambien se encontre un tercer grupo minoritario de accesiones que presentan marcadas diferencias respecto al resto de la coleccien. Estos conocimientos contribuyen a la racionalizacion en el mantenimiento de la coleccion de germoplasma de esta especie, aSI como al establecimiento de criterios para la seleccion de genotipos durante la planificacion de cruzamientos. Se realize tambien el primer relevamiento de cepas de R. solanacearum lograndose aislar, identificar, caracterizar y mantener ocho cepas provenientes de las principales zonas de produccion papera del Uruguay. Todos 105 aislamientos pertenecen a la Division II, biovar 2-A. No se encontraron diferencias entre 105 perfiles geneticos de las ocho cepas aisladas. Mediante ensayos de inoculacion en invernadero, se confirmo la resistencia de S. commersonii frente a R. solanacearum. Los niveles de resistencia no son uniformes en toda la especie, encontrandose distintas categorlas de resistencia entre las accesiones analizadas. No se encontro ninguna correlacion entre 105 perfiles geneticos de las accesiones de S. commersonii y 105 niveles de resistencia a R. soalanacearum. Sin embargo, a partir del analisis detallado de 105 perfiles geneticos generados, se encontro un marcador RAPD de 800 pb (R66800) presente unicamente en accesiones con fenotipo resistente. Se confirmo la homologla de secuencia de todos 105 fragmentos y se disenaron primers especificos logrando convertir este marcador anenimo RAPD en un marcador de secuencia caracterizada SCAR (Sequence Characterized Amplified Region). Se optimize un ensayo destinado a evaluar la presencia de sustancias con actividad antimicrobiana en extractos vegetales. Se detect6 aSl, que varios extractos acuosos preparados a partir de tuberculos de S. commersonii presentan actividad antimicrobiana frente a R. solanacearum, descartandose la naturaleza proteica del (105) compuesto(s) responsable(s) de esta actividad. Asimismo, se encontro que el contenido de protelnas solubles, 105 perfiles electroforeticos y 105 niveles de actividad hemaglutinante de estes extractos constituyen herramientas adicionales para reafirmar la diversidad que caracteriza a esta especie silvestre. Se confirme la presencia de una lectina en tuberculos de S. commersonii con la misma especificidad que la lectina de tuberculos de S. tuberosum pero diferente peso molecular de la subunidad, determinado mediante SDS-PAGE (90 KDa y 65 KDa, respectivamente). Si bien la lectina aislada de S. tuberosum mostro interaccien con celulas avirulentas de R. solanacearum, este reconocimiento no se observo con la lectina de S. commersoni~ reforzando las diferencias encontradas entre ambas protelnas. Tambien se determino que el exopolisacarido aislado a partir de celulas virulentas de R. solanacearum no es reconocido por ninguna de las dos lectinas. Los resultados generados a partir de este trabajo de tesis sobre el sistema S. commersonii - R. solanacearum establecen bases selidas para el maximo aprovechamiento de esta especie silvestre en la introduccion de resistencia frente a R. solanacearum y validan al sistema como modele para la busqueda de marcadores de resistencia.

Facultad de Química

UdelaR

2005

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Papel

159 p.

Español

Tesis

TM 576.8 SIR

Uruguay