Caracterización genómica, proteómica y metabolómica de Hylocereus spp y Echinopsis spp (CACTACEAE).

Abstract

La familia Cactaceae, es un gran grupo de plantas suculentas muy diversas y de amplia distribución en América. Tiene una gran importancia ambiental, socio-cultural y económica destacando los géneros Hylocereus y Echinopsis, como productores de flavonoides y alcaloides, respectivamente. En Perú, la identificación de Cactáceas se adjudica sólo a nivel taxonómico y la evaluación de sus compuestos bioactivos está limitado solo a conocimientos etnobotánicos y medicina tradicional. Por lo tanto, estudios locales a nivel genómico, proteómico y metabolómico en Cactáceas es poco conocido. Para el estudio genómico (código de barras de ADN) se diseñaron primers para amplificar la región ITS2. Para el estudio proteómico, se estandarizó un protocolo de extracción de proteínas totales para un análisis de shotgun proteomics y búsqueda de base de datos para el mapeo de péptidos por homología. Y para el estudio metabolómico, se estandarizó un protocolo de extracción de metabolitos incluyendo etapas de meceración/sonicación y separación mediante cromatografía de capa fina (CCF) para un análisis por espectrometría de doble masa (MALDI TOF/TOF). La secuenciación parial a partir de la región ITS2, se obtuvo una identidad del 100% en muestras de Hylocereus monacanthus, así como en especies de Echinopsis. El análisis shotgun proteomics, permitió identificar un total de 133 proteínas para H. monacantus, mientras que 19, 15, 37 y 64 proteínas fueron identificadas para E. pachanoi, E. pachanoi var. cristata, E. peruvianus y E. santaensis, respectivamente, Las proteínas identificadas en ambos géneros fueron clasificadas de acuerdo a sus procesos biológicos, conferidos principalmente a proteínas relacionadas con crecimiento y desarrollo, energía, metabolismo, respuestas de defensa abiótica y biótica, enzimas de biosíntesis de diversas sustancias, entre otras. En el análisis de metabolitos, se identificaron ácido glutámico, biotina y miricetina de extractos de pulpa y cáscara de frutos de pitahaya fucsia y amarilla. Además, se determinaron los primeros perfiles MS/MS de mescalina en cuatro especies de Echinopsis. En conclusión, mediante código de barras de ADN se logró identificar las especies del género Hylocereus y Echinopsis usando la región ITS2 como marcador para la identificación molecular, además el análisis proteómico y metabolómico, nos mostró la complejidad de moléculas de los procesos interactivos planta-microbioma-ambiente de ambos géneros en estado silvestre.