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Cambios transcripcionales de genes de defensa dependientes de ácido salicílico inducidos en Arabidopsis thaliana por nematodos agalladores

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dc.contributor.author Hernández Hernández, Irving
dc.date.accessioned 2019-09-04T17:00:40Z
dc.date.available 2019-09-04T17:00:40Z
dc.date.created 2018-11-16
dc.date.issued 2019-09-02
dc.identifier.citation Hernández Hernández, Irving. (2018). Cambios transcripcionales de genes de defensa dependientes de ácido salicílico inducidos en Arabidopsis thaliana por nematodos agalladores (Maestría en Ciencias en Producción Agrícola Sustentable) Instituto Politécnico Nacional, Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Integral Regional, Unidad Michoacán, México. es
dc.identifier.uri http://tesis.ipn.mx/handle/123456789/27313
dc.description Tesis (Maestría en Ciencias en Producción Agrícola Sustentable), Instituto Politécnico Nacional, CIIDIR, Unidad Michoacán, 2018, 1 archivo PDF, (81 páginas). tesis.ipn.mx es
dc.description.abstract RESUMEN: Los nematodos fitoparásitos son uno de los principales problemas dentro de la agricultura, debido a las diversas afecciones que éstos ocasionan en cultivos de interés comercial, siendo las especies del género Meloidogyne y la especie Nacobbus aberrans, de las más importantes, al inducir cambios fisiológicos, morfológicos y transcripcionales en la planta huésped, entre los cuales se encuentran los mecanismos de defensa. Siendo el ácido salicílico una de las principales fitohormonas implicadas en los procesos de defensa contra organismos biotróficos. En este sentido el objetivo de este trabajo fue evaluar los cambios transcripcionales de genes que codifican para proteínas relacionadas con patogénesis (PRs) dependientes de ácido salicílico, durante la interacción de Arabidopsis thaliana con Meloidogyne enterolobii, M. incognita y N. aberrans. Para cumplir con este objetivo, se evaluó el proceso de infección de las tres especies de nematodos en plántulas de A. thaliana, las cuales fueron inoculadas con larvas en estadio J2, a los 2, 7, 14 y 30 días después de la inoculación (ddi), se determinó el número total de nematodos y el porcentaje de cada estadio, número de agallas y biomasa. Así mismo, se analizó la expresión génica relativa de PR1, PR2 y PR3, mediante PCR en tiempo real (RT-qPCR) a los 2, 7 y 14 después de la inoculación para las tres especies de nematodos. Los resultados permitieron conocer el desarrollo larval de M. incognita, M. enterolobii y N. aberrans presentes en A. thaliana, predominando los estadios J2 a los 2 ddi y J3 a los 7 ddi para las tres especies de nematodos, sin embargo, se observó un desarrollo diferencial de las especies probadas en días posteriores, predominado el estadio J4 para las especies de Meloidogyne y J3 para N. aberrans a los 14 ddi, mientras que a los 30 ddi se encontraron principalmente hembras adultas y J4 en los tratamientos de M. enterolobii y M. incognita, y J4 para el caso de N. aberrans, siendo M. enterolobii la especie que presentó mayor virulencia y agresividad con respecto a M. incognita, al presentar una mayor número de individuos y agallas, por su parte N. aberrans no logró concluir su ciclo al observarse solo individuos en estadio J4, por lo cual, éste presenta una interacción incompatible con A. thaliana. Aunado a esto, los análisis de expresión de PR1, PR2 y PR5 demuestran que estos genes se expresan en el tejido radical en etapas tempranas (2 ddi) y se reprimen en etapas tardías de la infección (14 ddi), donde M. enterolobii presenta una mayor capacidad para reprimir la expresión de genes como PR5, al expresarse 18.5 veces más con respectos al nivel basal a los 2 ddi y reducir sus niveles 2.5 veces a los 7 ddi de forma local, de forma sistémica M. enterolobii reprime el gen PR1 desde etapas tempranas la infección (2 ddi), lo cual puede estar asociado con una mayor capacidad de penetración y reproducción en las raíces de A. thaliana, en el caso N. aberrans se observó la expresión de PR1 y PR2 de forma local a los 14 ddi y la expresión PR2 de forma sistémica, por lo cual PR2 puede estar implicado en la defensa en etapas tardías de la infección (14 ddi) impidiendo el establecimiento del nematodo. Los resultados muestran que M. enterolobii presenta una mayor capacidad para suprimir los genes de defensa asociados a la ruta del ácido salicílico, lo cual puede estar asociado con una mayor patogenicidad y virulencia en comparación con M. incognita; en contraste con N. aberrans, donde la expresión de PR2 puede estar limitando el establecimiento del nematodo, dando lugar a una interacción incompatible. Palabras clave: Meloidogyne, Nacobbus aberrans, interacción compatible, modificaciones transcripcionales, proteínas relacionadas con patogénesis. ABSTRACT: The phytoparasitic nematodes are one of the main problems within agriculture, due to the diverse affections that they cause in crops of commercial interest, being the species of the genus Meloidogyne and Nacobbus aberrans, of the most important. This species inducing physiological, morphological and transcriptional changes in the host plant, among which are the defense mechanisms, where the salicylic acid is one of the main phytohormones involved in defense processes against biotrophic organisms. In this sense, the objective of this work was evaluated the transcriptional changes of genes that encode for Pathogenesis-Related Proteins (PRs) dependent of salicylic acid, during the interaction of M. enterolobii, M. incognita and N. aberrans with A. thaliana. To achieve this goal, the infection process of the three nematode species in A. thaliana was evaluated, inoculating the A. thaliana seedling with J2 stage larvae, at 2, 7, 14 and 30 days after inoculation (dai), where the total number of nematodes, percentage of each stage, number of galls and biomass were determined. In the same way, the relative gene expression of PR1, PR2 and PR3 was analyzed by real-time PCR (RT-qPCR) at 2, 7 and 14 dai for the three species of nematodes. The results shown larval development of M. incognita, M. enterolobii and N. aberrans was observed in A. thaliana seedlings, predominating J2 stage at 2 dai and J3 at 7 dai for the three species of nematodes tested. However, a differential development was observed at 14 dai where the larval stage J4 for Meloidogyne species and J3 for N. aberrans predominated at 14 dai, while at 30 dai were found mainly adult females and J4 in M. enterolobii and M. incognita treatments, and J4 for N. aberrans treatment, where M. enterolobii presented higher virulence and aggressiveness with respect to M. incognita, presenting a higher number of individuals and galls, on the other hand, N. aberrans presents an incompatible interaction with A. thaliana. In addition to this, PR1, PR2 and PR5 expression assays shown that these genes are expressed in the radical tissue in early stages (2 dai) and were repressed during late stages of infection (14 dai), where M. enterolobii presents a higher ability to repress the expression of genes like PR5, expressing 18.5 times more with respect to the basal level at 2 dai and reducing its levels 2.5 times at 7 dai locally, systemically M. enterolobii represses PR1 expression in early stages of infection (2 dai), this may be associated with a greater penetration and reproduction capacity in A. thaliana roots, in the case of N. aberrans, the expression of PR1 and PR2 was observed locally while PR2 expression was systemic at 14 dai, whereby PR2 could be involved in the defense mechanism during late stages of infection (14 dai) impeding the establishment of the nematode. The results show that M. enterolobii has a greater capacity to suppress defense genes associated with the salicylic acid route, this may be associated with a greater pathogenicity and virulence compared to M. incognita. While in the N. aberrans case, the expression of PR2 may be limiting the establishment of the nematode, resulting in an incompatible interaction. Key words: Meloidogyne, Nacobbus aberrans, compatible interaction, transcriptional modifications, Pathogenesis-Related Proteins. es
dc.description.sponsorship Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología-CONACYT es
dc.language.iso es es
dc.subject Meloidogyne enterolobii es
dc.subject Nacobbus aberrans es
dc.subject Proteínas relacionadas con patogénesis es
dc.subject Modificaciones transcripcionales es
dc.title Cambios transcripcionales de genes de defensa dependientes de ácido salicílico inducidos en Arabidopsis thaliana por nematodos agalladores es
dc.type TESIS es
dc.contributor.advisor Villar Luna, Edgar
dc.contributor.advisor Méndez Inocencio, Carlos


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