Expresión diferencial de análogos a genes de resistencia NBS-LRR frente a Phytophthora infestans en una accesión de la variedad Wira Pasña (CIP 704270) de Solanum goniocalyx

Abstract

La resistencia en plantas se clasifica en cualitativa y cuantitativa acorde a la resistencia fenotípica observada ante un patógeno. La cualitativa está dada por los genes R, que codifican a proteínas con el dominio NBS-LRR y confieren resistencia completa ante patógenos específicos. Por el contrario, la cuantitativa está dada por los loci de resistencia cuantitativa (QRL), que agrupan genes con menor efecto individual, pero en conjunto confieren amplia resistencia. Sin embargo, algunos genes R están localizados en QRL y confieren resistencia cuantitativa. Por ello, los homólogos a genes R, llamados análogos a genes de resistencia (RGAs), pueden ser considerados como R o parte de QRL, y es posible identificarlos en genomas secuenciados mediante herramientas bioinformáticas basándose en el dominio NBS-LRR. La enfermedad del tizón tardío, causada por Phytophthora infestans, es la más devastadora del cultivo de la papa. En los países en desarrollo, donde el manejo con fungicidas es inadecuado y las pérdidas productivas amenazan la seguridad alimentaria de los agricultores, las plantas resistentes son una alternativa atractiva para una agricultura sostenible. Se han identificado genes de resistencia a P. infestans en diferentes especies de papa para ser empleados en fitomejoramiento, así como RGAs. Sin embargo, no existen estudios genéticos de resistencia en papas nativas peruanas pese a la amplia diversidad existente. Como antecedente, una accesión de la variedad Wira Pasña (CIP 704270) de Solanum goniocalyx mostró resistencia fenotípica contra la cepa POX 67 de P. infestans y se ha realizado un análisis transcriptómico comparativo en hoja contra el patógeno con esta y una accesión susceptible de la misma especie. A partir de este análisis de RNA-seq, el objetivo del presente trabajo será identificar RGAs NBS-LRR en la accesión resistente 4 de la variedad Wira Pasña (CIP 704270) de S. goniocalyx mediante herramientas bioinformáticas, siendo esta aproximación empleada en estudios similares.

Resistance in plants is classified as qualitative and quantitative according to the phenotypic resistance observed against a pathogen. The qualitative resistance is given by the R genes, which encode proteins with the NBS-LRR domain and confer complete resistance to specific pathogens. On the other hand, the quantitative resistance is given by the quantitative resistance loci (QRL), which group genes with less individual effect but together confer broad resistance. However, some R genes are located in QRL and confer quantitative resistance. For this reason, homologues to R genes, called resistance gene analogs (RGAs), can be considered as R or part of QRL and based on the NBS-LRR domain it is possible to identify them in sequenced genomes using bioinformatics tools. The late blight, caused by Phytophthora infestans, is the most devastating disease of the potato crop. In developing countries, where fungicide management is inadequate and production losses threaten the food security of farmers, resistant plants are an attractive option for sustainable agriculture. Resistance genes to P. infestans have been identified in different potato species to be used in plant breeding, as well as RGAs. However, there are no genetic studies of resistance in native Peruvian potatoes despite the wide existing diversity. As background information, an accesion of the Wira Pasña variety (CIP 704270) of Solanum goniocalyx showed phenotypic resistance against the POX 67 strain of P. infestans and a comparative transcriptomic analysis in leaf against the pathogen with this and a susceptible accesion of the same species has been carried out. From this RNA-seq analysis, the objective of the present work will be to identify NBS-LRR RGAs in the resistant accesion of the Wira Pasña variety (CIP 704270) of S. goniocalyx using bioinformatic tools, being this approach used in similar studies.