Estudio genómico y funcional del péptido antimicrobiano Snakin-1

• Autores: Almasia, Natalia Inés
• Año de publicación: 2009
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Vazquez Rovere, Cecilia
• Materia: SNAKIN-1; PEPTIDO ANTIMICROBIANO; ELONGACION CELULAR; ANTIOXIDANTE; PAPA; PROMOTOR ESPECIFICO; SNAKIN-1; ANTIMICROBIAL PEPTIDE; CELL ELONGATION; ANTIOXIDANT; POTATO; TISSUE-SPECIFIC PROMOTER
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Snakin-1 (SN1) es un péptido aislado de papa que presenta actividad antimicrobiana in vitro. Para analizar su capacidad de conferir resistencia a patógenos in vivo se obtuvieron plantas transgénicas de papa que se caracterizaron molecular y biológicamente. Sólo las líneas que sobreexpresan el mRNA de SN1 exhibieron elevados niveles de sobrevida frente infecciones por Rhizoctonia solani y una reducción significativa de la severidad y la incidencia del desarrollo sintomático. Asimismo en ensayos en placas conteniendo extracto proteico de las líneas transgénicas se registró una marcada inhibición del crecimiento del hongo. Esas mismas líneas mostraron además una protección significativa frente al patógeno Erwinia carotovora. Asimismo, se determinó que la sobreexpresión de este gen favorece la elongación celular, aumenta la masa vegetal y disminuye los niveles de H2O2 en hojas, mientras que su silenciamiento tiene los efectos contrarios. También se determinó que el péptido se acumula en el apoplasto y que las moléculas de SN1 son capaces de interactuar entre sí in vivo. Con el objetivo de estudiar la regulación de la expresión de SN1, se aisló una región de 1421 pb río arriba del gen, se la fusionó al gen reportero uidA y se obtuvieron plantas transgénicas de A. thaliana y de papa. En ambas especies se detectó una expresión específica de la proteína reportera dependiente del tejido y del estadio de desarrollo, siendo mayor en los órganos reproductivos y de almacenamiento durante las primeras semanas. Asimismo se detectó una marcada inducción por alta o baja temperatura, heridas o tratamiento con ácido giberélico. Sin embargo, no fue posible detectar cambios significativos en el nivel de expresión del gen reportero al tratar las plantas con ácido abscísico, ácido indol acético,luz/oscuridad, luz UV, estrés salino o patógenos. En conclusión, el estudio integrado de la función y regulación del gen SN1 brinda nuevas herramientas biotecnológicas para la obtención de plantas con resistencia a patógenos.
Snakin-1 (SN1), a peptide with in vitro antimicrobial activity, was evaluated for its ability to confer in vivo resistance to pathogens in transgenic potato plants. Only transgenic lines that accumulated high levels of SN1 mRNA exhibited significant high survival rates and symptom reduction upon a Rhizoctonia solani infection; furthermore fungal growth was inhibited when transgenic protein extract was added to the medium. In addition, these lines showed significant protection against pathogen Erwinia carotovora. SN1 overexpression led as well to phenotypic changes in plants including increased biomass, stem elongation and water accumulation and reduced H2O2 levels while its silencing inhibited their overall growt hand increased H2O2 levels. We also determined that SN1 is localized in the apoplast and that is able to self-interact in vivo. In order to study the regulation of SN1, a 1421 bp upstream region was cloned, fused to uidA reporter gene and expressed in A. thaliana and potato transgenic lines. In both species GUS activity appeared to be tissue- and time-specific, being highest in storage and reproductive organs during the first weeks of plant development. SN1 promoter was strongly induced in response to shock high or low temperatures, wounding or gibberellic acid treatments. Nevertheless, the promoter was not activated by abscisic acid, indol acetic acid, light treatment, UV light, salt stress or bacterial/fungal pathogen infections. In conclusion, the integrate study of SN1 function and regulation, contributes with new biotechnological tools towards the obtainment of disease resistant crops.
Fil: Almasia, Natalia Inés. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.