Un equipo de científicos del Laboratorio Sainsbury TSL y el Centro de Análisis del Genoma TGAC han desarrollado un nuevo método para acelerar el aislamiento de los genes de resistencia a las enfermedades de las plantas. El equipo también ha identificado una nueva fuente de genes de resistencia al tizón en Solanum americanum , un pariente salvaje de la papa.
Los patógenos de plantas como el tizón tardío pueden evolucionar rápidamente para vencer los genes de resistencia, por lo que los científicos están constantemente en busca de nuevos genes de resistencia. El profesor Jonathan Jones y sus colegas de su laboratorio en TSL fueron pioneros en la nueva técnica, llamada "SMRT RenSeq", ycree que reducirá significativamente el tiempo que lleva definir nuevos genes de resistencia.
El equipo planea apilar varios genes de resistencia juntos en una planta, para que sea mucho más difícil que los patógenos evolucionen para superar las defensas de la planta. Se espera que el despliegue de esta nueva técnica mejore los cultivos comerciales y conduzca a mayores rendimientos,redujo significativamente el impacto ambiental y redujo los costos para el productor y eventualmente para el consumidor.
El tizón tardío de la papa sigue siendo una gran amenaza para la producción de papa y tomate, y se estima que las pérdidas de cultivos en todo el mundo superan los £ 3.5 mil millones. Las medidas preventivas y las pérdidas de cosechas le cuestan a los productores de papa del Reino Unido alrededor de £ 55 millones al año, y en la granjaEl manejo del tizón puede representar hasta la mitad del costo total de la producción de papa.
El manejo de la enfermedad requiere la aplicación frecuente de fungicidas, lo que incurre no solo en un costo económico significativo sino también en costos ambientales. La resistencia genética puede introducirse en las especies de cultivo, lo que reduce la necesidad de pulverización química. Sin embargo, utilizando técnicas de mejoramiento convencionales, se implementala resistencia es larga y laboriosa
Las fuentes de nuevos genes de resistencia vegetal son difíciles de encontrar. El equipo de TSL investigó al pariente de la papa silvestre Solanum americanum , que lleva varios genes de resistencia, y al usar la nueva técnica, aisló rápidamente un nuevo gen de resistencia, Rpi-amr3.
SMRT RenSeq hace que el proceso de búsqueda, definición e introducción de resistencia genética sea mucho más rápido y fácil al combinar dos técnicas de secuenciación: 'RenSeq' Resistencia de enriquecimiento del gen SEQuencing y 'SMRT' secuenciación de una sola molécula en tiempo real.
La técnica consta de dos pasos principales :
1. Un subconjunto de secuencias de ADN se "captura" usando un método que selecciona moléculas de ADN largas que llevan una secuencia que se asocia comúnmente con genes de resistencia.
2. Estas moléculas de ADN se secuencian varias veces para asegurarse de que el código se determine con la mayor precisión posible utilizando la nueva tecnología SMRT de lectura larga.
Esto da como resultado una secuencia de ADN muy confiable para cada gen de resistencia candidato. El análisis genético de los resultados permitió al equipo definir cuáles de estos genes candidatos estaban vinculados a la resistencia al tizón. Después de esto, el método SMRT RenSeq también permitió al equipo identificary definir las partes del genoma que regulan los genes de resistencia. Varios candidatos se introdujeron en una especie modelo, de los cuales uno Rpi-amr3 proporcionó con éxito la resistencia al tizón de amplio espectro. El Grupo de Plataformas y Tuberías en TGAC realizó la secuenciación, condujopor David Baker.
El profesor Jonathan Jones dijo: "La ingeniería de genes de resistencia a enfermedades en cultivos es una batalla continua para estar un paso por delante de nuevas cepas de enfermedades, y los científicos están constantemente investigando cómo acelerar este proceso. Esta nueva técnica reduce significativamente el tiempo y el costode aislar genes de resistencia candidatos y tiene un gran potencial para su aplicación a otros rasgos deseables en la papa y en otros cultivos ".
El líder del Proyecto TGAC y Líder del Grupo de Genómica de Plantas y Microbios en TGAC, Dr. Matt Clark, dijo: "Nuestras papas y tomates cultivados son altamente susceptibles al tizón de la papa, ya que miles de años de reproducción selectiva han traído consigo una gran pérdida genéticaSin embargo, dentro de las especies silvestres estrechamente relacionadas, es posible encontrar resistencia natural a tales patógenos. Encontrar y usar genes de resistencia a enfermedades de plantas estrechamente relacionadas es fundamental en la carrera armamentista contra los patógenos de los cultivos. Esta técnica acelera el proceso y esperamosayudará a reducir las pérdidas de cultivos por enfermedades "
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Materiales proporcionados por Centro John Innes . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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